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为啥在电子元件的抛光上,多晶金刚石比单晶更有优势?
2020年11月17日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:149
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说到金刚石最出名的特征,那绝对就是“硬”,因此金刚石在磨具磨料行业中简直就是如鱼得水,比如说金刚石抛光粉就是一种极为常用的研磨抛光材料。

不过要注意的是,不是所有金刚石抛光粉都是同样的产品哦。由于人造金刚石有单晶和多晶之分,因此金刚石抛光粉也可以按此分为多晶金刚石微粉、单晶金刚石微粉、纳米金刚石和特别一点的镀衣金刚石微粉。接着再通过添加分散剂等方式分散到液体介质中后,就能形成具有磨削作用的液体——研磨抛光液。

金刚石

金刚石抛光液

物理性质不同,产品应用自然也有所不同。比如说在半导体领域中,当需要对蓝宝石和碳化硅非常硬的材料进行无损伤且非常光滑的抛光时,采用多晶金刚石抛光液就比单晶金刚石更合适,这是为什么呢?

多晶和单晶金刚石的区别

多晶和单晶金刚石的主要差别在于金刚石颗粒结构,从显微照片我们可以看出明显差别。

金刚石金刚石

虽然两者都是不规则的多面体块状颗粒,但多晶金刚石晶粒成无序排列韧性好,可承受较高的应力。由于它的解理面每10~200埃就间断了,因此当受高压时产生的微破碎被限制在微晶的小范围内,不会出现大的解理面破碎,这样就允许在研磨和抛光时使用较高的单位压力。而单晶金刚石会很容易地在解理面方向破碎。

金刚石

同时,表面积大且具有解理性,就意味着多晶金刚石的自锐性很好在研磨抛光的过程中,随着微晶颗粒的脱落,多晶金刚石磨料会不断露出更多同样粗糙和尖锐微晶,这就意味着,不论工件的方向如何,它都拥有很多的切削刃,不仅可以减少加工工序,还能提高生产效率。

多晶金刚石的应用优势

现在我们回头去看看行业中对蓝宝石、碳化硅等衬底的加工要求,会发现由于器件的质量很大程度上依赖于衬底的表面加工,因此晶体表面必须要超~~~才可以。但蓝宝石硬度高且脆性大,要对它进行机械加工并不容易。

金刚石

蓝宝石衬底

而多晶金刚石具有韧性和自锐性,在抛光过程中粗颗粒会破碎成更小的颗粒,呈现出更多的锋利表面,不仅材料去除率高,而且对样品表面的抛光更柔和,避免对工件表面造成划伤,既保证了工件表面质量,又提高了研磨切削效率,因此在蓝宝石衬底等具有高质量要求的产品加工过程中,多晶金刚石的确有着其独特的优越性。

金刚石 

多晶金刚石SEM图

相比之下,单晶金刚石分散性好,尖角的利用率更高,其性价比也比较高,更适合用来抛光陶瓷一类的材料。因此在应用时,一定要了解清楚需要的抛光效果是什么,采用的材料的制备参数,从而选择更合适的抛光液种类哦。

粉体圈 小榆


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