초정밀 연마용 분말은-고급 정밀 제조에 필요한 핵심 기능성 소재입니다.- 오랫동안 고정밀, 낮은-손상, 고급-정밀 알루미나 분말의 핵심 기술은 해외 기업에 의해 독점되어 왔으며, 이는 중국 정밀 제조 공급망의 독립적이고 제어 가능한 개발을 제한하는 중요한 병목 현상이 되었습니다. 기존의 국내 생산 알루미나 연마분말은 대부분 범용-목적의 구형 또는 블록-형 입자입니다. 효율성이 낮거나 대량 생산 요구 사항을 충족하지 못하거나 가공물 표면에 미세 스크래치, 헤이즈, 패임 및 기타 결함이 쉽게 발생하여 웨이퍼, 사파이어 렌즈, 고급 터치 유리와 같은 매우 매끄러운 기판의 처리 표준에 적합하지 않습니다.{12}}
이러한 배경에서 독특한 육각형 판-과 같은 마이크로모폴로지를 갖춘 플레이크{0}}모양의 알루미나 연마용 분말은 기존 연마재의 성능 한계를 극복했습니다. 독특한 평면 슬라이딩 연마 메커니즘, 균일한 응력 분포 특성 및 낮은-연삭 손상 장점을 통해 초정밀 연마 분야에서 기능성 분말 재료의 중요한 클래스로 부상했습니다.- 플레이크-형 알루미나의 미세 구조 특성을 기반으로 이 기사에서는 연마 메커니즘, 핵심 성능 이점 및 주류 응용 시나리오를 체계적으로 분석합니다.
플레이크-형 알루미나 연마 분말의 독특한 장점
플레이크- 모양의 알루미나 연마용 분말은 핵심 결정상으로 고-순도 -Al2O₃를 특징으로 하며, 종횡비가 큰 정육각형 판-형 플레이크 구조를 나타내어 기존의 구형 또는 불규칙 블록-모양의 알루미나 연마재와 구별됩니다. 이들의 연마 메커니즘은 기존 연마재의 롤링 강성 절단보다는 평면 균일 슬라이딩 미세-연삭을 기반으로 합니다. 이 메커니즘을 기반으로 플레이크- 모양의 알루미나는 연마 시 다음과 같은 고유한 이점을 제공합니다.
01 낮음-손상 처리
연마 공정 중에 플레이크 입자의 편평한 기하학적 특성으로 인해 입자가 공작물 표면에 평행하게 자발적으로 정렬되어 기판과 광범위한 면대면 접촉을 형성할 수 있습니다.-}대- 날카로운 모서리와 모서리에 의한 집중 절단 대신 입자는 부드럽고 균일하며 최소한의 재료 제거를 통해 미세한 돌출부, 산화물 층 및 버 결함을 제거합니다. 연마 후 가공물 표면에는 헤이즈가 없고 숨겨진 미세{4}}균열이 없으며 매우 높은 표면 평탄도가 나타납니다.
02 안정적인 분쇄 성능
연마 중에 가해진 압력은 플레이크 입자의 평평한 표면 전체에 고르게 분산되어 무작위 스크래치, 미세-균열 및 기타 가공 결함을 유발할 수 있는 국부적인 응력 집중을 방지할 뿐만 아니라 입자 파손 가능성을 크게 줄입니다. 연마재 형태는 공정 전반에 걸쳐 더 잘 보존되어 지속적으로 안정적인 미세 분쇄 성능을 보장합니다.-
03 안정적인 물리화학적 특성과 우수한 내마모성
플레이크- 형태의 알루미나는 모스 경도 9.0을 유지하므로 사파이어, 탄화규소, 실리콘 웨이퍼, 광학 유리 등 다양한 단단하고 부서지기 쉬운 재료의 정밀 연마에 적합합니다. 또한 높은 내열성, 내산/알칼리 부식성, 화학적 불활성을 나타내어 연마 시 기재와 화학적 반응을 일으키지 않으며, 2차 오염도 발생하지 않아 다양한 복잡한 연마 조건에 적합합니다.
플레이크-형 알루미나 연마 분말의 제조
초정밀 연마 공정 시스템에서는 연마 분말의 미세 형태와 구조 상태가 연마 성능을 결정하는 핵심 요소입니다. 이상적인 연마용 분말은 불규칙한 블록 모양, 바늘 모양- 또는 조각난 불순물 입자가 없는 규칙적인 육각형 판-형 구조를 가져야 합니다. 입자 표면은 평평하고 가장자리가 매끄러워야 하며 날카로운 버나 치핑 결함이 없어야 합니다. 동시에, 중요한 매개변수인 종횡비는 합리적인 범위 내에서 제어되어야 합니다.{6}}너무 얇으면 인성이 부족하고 굽힘/파괴에 대한 취약성이 발생하고, 너무 두꺼우면 평면 접촉의 이점이 손상됩니다. 이는 제어 가능한 분말 준비 기술에 대한 엄격한 요구 사항을 부과합니다.
현재 플레이크-형 알루미나의 주요 제조기술로는 용융염법, 열수합성법, 고체-고온소성법, 졸{3}}겔법 등이 있다. 이들 4가지 주류 공정은 결정 성장 메커니즘, 형태 제어 기능, 제품 성능이 크게 다르며 플레이크 무결성, 종횡비 균일성 및 연마용 분말의 순도 등급을 직접적으로 결정합니다.
01 용융염법
용융염 방법은 매우 규칙적인 플레이크- 모양의 알루미나 연마 분말을 산업 규모로 생산하는 주요 공정입니다. 일반적으로 용해성 알루미늄염(예: 황산알루미늄)은 저-융점-염(예: 황산나트륨 또는 황산칼륨)과 혼합되고 가열되어 용융염 용융물을 형성하며, 여기에서 알루미늄 공급원이 용해, 확산 및 결정화됩니다. 온도, 시간, 첨가제 등의 매개변수를 제어함으로써 특정 결정면을 따라 알루미나의 성장이 촉진되어 플레이크 구조를 형성합니다.
이 방법은 공정이 간단하고 형태를 제어할 수 있어-입자 크기, 두께, 종횡비를 정밀하게 제어할 수 있으며-분산성이 우수하여 높은 분말 성능이 요구되는 연마 및 진주광택 안료와 같은 분야에 적합합니다. 현재 독일의 Merck & Co.가 대표적인 생산업체이다. 그러나 일부 용융염(예: 불화물-함유 염)은 독성이 있을 수 있으며 휘발성 물질은 용광로 장비를 부식시키거나 환경을 오염시킬 수 있습니다. 또한, 용융염을 제거하고 폐수를 발생시키며 환경 비용을 증가시키기 위해서는 물 세척 및 여과와 같은 후-소성 단계가 필요합니다.
현재 이 기술을 사용하여 플레이크{0}} 형태의 알루미나를 생산하는 대표적인 회사로는 독일의 Merck가 있습니다. 그러나 세계 최고의 -진주 광택 안료 제조업체로서 이들은 주로 화장품, 자동차 코팅 및 이와 유사한 응용 분야에서 진주 광택 안료의 기재로 사용합니다. 중국 민장대학교는 또한 이 기술을 사용하여 Merck 제품과 유사한 성능 매개변수를 갖는 플레이크- 모양의 알루미나 진주광택 안료 기판을 생산했으며 수백-킬로그램- 규모의 준비 및 대량 생산 공정 검증을 완료했습니다.
02 고체-소결 방법
고온에서는 알루미나 결정의 다양한 결정면의 성장 속도가 다양합니다. 고체-소결 방법은 다양한 결정면의 성장 속도를 조절하기 위해 첨가제를 첨가하여 알루미나 전구체(예: 수산화알루미늄 또는 알루미나 분말)를 고온에서 소결하여 플레이크-형 알루미나를 생성하는 방법입니다. 일반적으로 불소- 함유 첨가제는 알루미나 전구체와 반응하여 기체 중간 화합물을 형성합니다. 이러한 화합물은 (0001) 결정면에서 덜 흡착하여 c-축을 따라 느린 성장을 일으키는 반면, (1010) 결정면은 상대적으로 빠르게 성장하여 결정의 평면 팽창을 촉진하고 궁극적으로 플레이크 형태를 형성합니다.
이 방법은 비용이 저렴하고 효율성이 높기 때문에 대규모 생산에 적합합니다.- 현재 일본 Fujimi Corporation의 PWA 시리즈 플레이크 소성 -Al2O₃, 미국 Micro Abrasives Corporation의 WCA 시리즈 플레이크 -Al2O₃, 일본 DIC Corporation의 CeramNex™ AP10 플레이트-(-Al2O₃) 등이 모두 이 방법으로 생산되고 있습니다. 그러나 소결은 응집을 일으키고 첨가제로 인해 불순물이 유입될 수 있으므로 이 방법의 제품은 주로 범용-용 연마 재료로 사용됩니다.