ซิลิกาโซลขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ ซัพพลายเออร์

ในการขัดแบบ Abrasive Polishing ความแข็งของอนุภาคจะเป็นอย่างไร ซิลิกาโซลขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ เพิ่มประสิทธิภาพการเจียรผิวโลหะหรือไม่?

I. รากฐานทางกล: ความแข็งของอนุภาคและการขัดถู

ซิลิกาโซลขนาดอนุภาคขนาดใหญ่มีประสิทธิภาพในการขัดถูจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของอนุภาคซิลิกา (SiO₂) ซึ่งมีความแข็ง Mohs อยู่ที่ 6–7 ซึ่งเทียบได้กับควอตซ์และมีความแข็งมากกว่าโลหะที่ไม่ใช่เหล็กส่วนใหญ่ (เช่น อลูมิเนียม ทองแดง) และเหล็กบางชนิดอย่างมาก ความแข็งนี้ช่วยให้อนุภาคทำหน้าที่เป็นสารกัดกร่อนขนาดเล็ก โดยกลไกการขจัดวัสดุออกจากพื้นผิวโลหะด้วยกลไกหลัก 3 ประการ:
การไถและการตัด
อนุภาคซิลิกาแข็งจะเยื้องพื้นผิวโลหะที่นิ่มกว่าภายใต้แรงกดที่ใช้ ทำให้เกิดร่องขนาดเล็กและตัดส่วนที่ยื่นออกมา อนุภาคขนาดใหญ่ (เช่น 150 นาโนเมตร) จะออกแรงกดจากการสัมผัสมากขึ้น ส่งผลให้มีประสิทธิภาพในการกำจัดสิ่งแปลกปลอมอย่างรวดเร็วในขั้นตอนการขัดหยาบ
การเสียรูปและการแตกหักแบบยืดหยุ่น
สำหรับโลหะที่แข็งกว่า (เช่น สแตนเลส) อนุภาคซิลิกาจะทำให้เกิดการเสียรูปแบบพลาสติกในชิ้นงาน ในขณะเดียวกันก็ต้านทานการแตกเป็นชิ้น ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการขัดที่สม่ำเสมอโดยไม่เกิดการสึกหรอของตัวกลางขัดเงาก่อนเวลาอันควร
เสถียรภาพทางความร้อน
จุดหลอมเหลวสูงของซิลิกา (1,713°C) ป้องกันการอ่อนตัวของอนุภาคหรือการยึดเกาะในระหว่างกระบวนการขัดเงาที่อุณหภูมิสูง โดยรักษาประสิทธิภาพการตัดแม้อยู่ภายใต้ความเค้นเชิงกลที่ยืดเยื้อ

ครั้งที่สอง การทำงานร่วมกันระหว่างขนาดอนุภาคและความแข็งในการขัดเงา

การผสมผสานระหว่างขนาดอนุภาคขนาดใหญ่และความแข็งสูงทำให้เกิดข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในระบบการเสียดสี:
พื้นที่สัมผัสที่เหมาะสมที่สุด
อนุภาคขนาดใหญ่ (เช่น 100 นาโนเมตร) มีอัตราส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับอนุภาคที่มีขนาดต่ำกว่า 50 นาโนเมตร ทำให้อนุภาคเหล่านี้สัมผัสกับพื้นผิวโลหะได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้อัตราการขจัดวัสดุเร็วขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่ต้องการขจัดรอยขีดข่วนลึกหรือรอยหล่อ
พฤติกรรมลับคมตัวเอง
แม้ว่าอนุภาคซิลิกาจะมีความทนทานสูง แต่การเสียดสีเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดการแตกหักขนาดเล็กจนเผยให้เห็นขอบที่คมและสดใหม่ได้ เอฟเฟกต์ "ลับคมในตัว" นี้ช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการขัดเงาที่สม่ำเสมอตลอดหลายรอบ ช่วยลดความจำเป็นในการเปลี่ยนสารละลายบ่อยครั้ง
พลศาสตร์ของของไหลในระบบถนนลาดยาง
ในสารละลายขัดเงาสูตรน้ำ ความแข็งของอนุภาคซิลิกาขนาดใหญ่ป้องกันการจับตัวเป็นก้อนภายใต้แรงเฉือน และรักษาการกระจายตัวที่เสถียร ความเสถียรนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการกำจัดวัสดุที่สม่ำเสมอ และหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องที่พื้นผิวที่เกิดจากการรวมตัวของอนุภาค

III. กรณีศึกษาทางอุตสาหกรรม: การปรับปรุงการขัดเงาชิ้นส่วนการบินและอวกาศด้วยซิลิกาโซลที่ออกแบบโดยเฉพาะ

Tongxiang Hengli Chemical Co., Ltd. ซึ่งเป็นผู้พัฒนาชั้นนำของวัสดุซิลิกอนอนินทรีย์ ได้ใช้ความเชี่ยวชาญในการควบคุมโครงสร้างจุลภาคของซิลิกาคอลลอยด์ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ซิลิกาโซลขนาดอนุภาคขนาดใหญ่ที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ตัวอย่างเช่น ซิลิกาโซล 120 นาโนเมตร (ที่มีความแข็งประมาณ 700 HV) ถูกนำมาใช้โดยผู้ผลิตการบินและอวกาศรายใหญ่เพื่อขัดพื้นผิวใบพัดกังหัน
ความท้าทายด้านกระบวนการ: สารกัดกร่อนอลูมินาแบบดั้งเดิมทำให้เกิดการแตกร้าวเล็กน้อยในใบมีดซูเปอร์อัลลอยด์ที่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบเนื่องจากมีลักษณะเปราะ
วิธีแก้ปัญหา: ซิลิกาโซลของ Hengli ให้ความสมดุลระหว่างความแข็งและความยืดหยุ่นระดับไมโคร ซึ่งลดการแตกร้าวในขณะที่ได้ความหยาบของพื้นผิว (Ra) ที่ <0.2 μm ซึ่งดีกว่ามาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการใช้งานนี้ถึง 30%
นวัตกรรมหลัก: ด้วยการปรับเคมีพื้นผิวของอนุภาคซิลิกาเพื่อเพิ่มความสามารถในการชอบน้ำ Hengli ได้ปรับปรุงเสถียรภาพของสารละลาย ทำให้สามารถทำงานต่อเนื่องได้ 24 ชั่วโมงโดยไม่มีการตกตะกอน ซึ่งเป็นการเพิ่มผลผลิต 50% เมื่อเทียบกับระบบทั่วไป

IV. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: การปรับสมดุลความแข็ง ขนาดอนุภาค และการตกแต่งพื้นผิว

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเจียรให้สูงสุดในขณะที่หลีกเลี่ยงการเสียดสีมากเกินไป ผู้ผลิตจะต้องปรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ให้เหมาะสม:
การไล่ขนาดอนุภาค
สำหรับการขัดแบบหลายขั้นตอน การรวมอนุภาคขนาดใหญ่ (50–150 นาโนเมตร) สำหรับการเจียรหยาบกับอนุภาคขนาดเล็ก (10–50 นาโนเมตร) เพื่อการเก็บผิวละเอียดจะทำให้เกิดผลการทำงานร่วมกัน วิธี "การเสียดสีแบบก้าวหน้า" นี้ช่วยลดเวลาการประมวลผลทั้งหมดได้มากถึง 40%
ความเข้มข้นของสารละลายและ pH
ความเข้มข้นของของแข็งที่สูงขึ้น (เช่น 40% SiO₂) จะเพิ่มจำนวนอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเมื่อสัมผัสกับชิ้นงาน แต่การโหลดที่มากเกินไปอาจทำให้เกิดความร้อนสะสมและความเสียหายจากความร้อนที่พื้นผิวได้ การปรับ pH ของสารละลายเป็น 9–11 (ช่วงอัลคาไลน์) ช่วยเพิ่มการกระจายตัวของอนุภาคและป้องกันการกัดกร่อนของอะลูมิเนียมหรือโลหะผสมทองแดง
ความดันและความเร็วการขัด
อนุภาคที่แข็งกว่านั้นต้องใช้แรงกดที่ต่ำกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงรอยขีดข่วนลึก ตัวอย่างเช่น ในการขัดสแตนเลส การลดความดันจาก 20 psi เป็น 15 psi ในขณะที่ใช้ซิลิกาโซล 100 นาโนเมตรช่วยรักษาอัตราการกำจัดวัสดุในขณะที่ปรับปรุงความเรียบของพื้นผิว

V. แนวโน้มในอนาคต: วิศวกรรมนาโนสำหรับสารขัดถูยุคใหม่

เนื่องจากความต้องการพื้นผิวที่มีความแม่นยำสูงพิเศษเพิ่มขึ้นในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ นวัตกรรมในซิลิกาโซลขนาดอนุภาคขนาดใหญ่จึงมุ่งเน้นไปที่:
การออกแบบอนุภาคที่หุ้มแกนกลาง: เคลือบแกนซิลิกาด้วยวัสดุที่แข็งกว่า (เช่น คาร์บอนคล้ายเพชร) เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการเสียดสีโดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์ของอนุภาค
สารละลายที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: การพัฒนาสารช่วยกระจายตัวที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพเพื่อทดแทนโพลีเมอร์สังเคราะห์ ซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายความยั่งยืนระดับโลก
การควบคุมกระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วย AI: บูรณาการการตรวจสอบขนาดอนุภาคแบบเรียลไทม์ผ่านการเลี้ยวเบนของเลเซอร์ เพื่อปรับพารามิเตอร์ของสารละลายโดยอัตโนมัติ เพิ่มประสิทธิภาพสำหรับรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน