Wstęp
Mikroproszek z białego stopionego tlenku glinu (WFA).jest dostarczany jako przemysłowy materiał ścierny. To, czy określony gatunek białego mikroproszku topionego tlenku glinu nadaje się do procesu wykańczania optycznego, wymaga oceny technicznej dotyczącej konkretnego materiału. Przydatność WFA do soczewek optycznych zależy od składu podłoża soczewki, etapu produkcji i kontrolowanych właściwości gatunku proszku. W tym artykule na podstawie dostępnych standardów i opublikowanych dowodów zbadano, co można, a czego nie można wspierać technicznie.
Krótka odpowiedź
Nie należy zakładać, że konkretny biały mikroproszek topionego tlenku glinu nadaje się do polerowania soczewek optycznych bez dokumentacji gatunku i reprezentatywnych testów aplikacji. Materiały ścierne na bazie tlenku glinu są wykorzystywane w niektórych operacjach wykańczania optycznego i szkła, ale określenie „na bazie tlenku glinu” nie oznacza automatycznie „mikroproszku białego stopionego tlenku glinu” i żaden termin nie gwarantuje wydajności polerowania optycznego. Odpowiedź na tytułowe pytanie jest warunkowa, a nie uniwersalna.
Co to jest mikroproszek z białego stopionego tlenku glinu?
W patencie USA nr 3,409,396 opisano historyczną produkcję białego stopionego tlenku glinu z kalcynowanego tlenku glinu jako materiału źródłowego, stosując stapianie w elektrycznym piecu łukowym, a następnie chłodzenie, kruszenie i sortowanie w celu uzyskania ziarna ściernego. W patencie opisano elektrycznie stapiany tlenek glinu jako syntetyczny korund. Ten historyczny opis patentu nie określa procesu ani specyfikacji żadnego obecnego dostawcy.
Produkty WFA mogą być dostarczane z różnymi oznaczeniami wielkości cząstek. Podane wartości Al₂O₃, limity tlenków śladowych i parametry rozkładu ziaren są specyficzne dla gatunku i należy je zweryfikować bezpośrednio w odniesieniu do obowiązującej specyfikacji produktu lub dokumentacji partii dla konkretnego gatunku. Artykuł ten nie podaje uniwersalnej wartości czystości chemicznej ani jednej wartości twardości dla wszystkich mikroproszków WFA. Im szerszyKategoria produktu WFAobejmuje produkty o różnych formach i przeznaczeniu, dlatego samo przynależność do kategorii nie gwarantuje przydatności do polerowania optycznego.
Dlaczego „tlenek glinu” nie oznacza automatycznie „stopnia polerowania optycznego”
Należy zachować zasadnicze rozróżnienie pomiędzy materiałami z tlenku glinu, które nie są wymienne. Terminy takie jak stopiony tlenek glinu, kalcynowany tlenek glinu, proszek do polerowania tlenku glinu i proszek kompozytowy na bazie tlenku glinu mogą odnosić się do produktów wytwarzanych w różnych procesach i dostarczanych według różnych specyfikacji. Dowody dotyczące jednej kategorii nie powinny być automatycznie stosowane w odniesieniu do innej. Kupujący powinni potwierdzić metodę produkcji i specyfikację gatunku, zamiast polegać wyłącznie na słowie „tlenek glinu” w nazwie produktu.
Produkt sprzedawany ogólnie jako „proszek do polerowania tlenku glinu” niekoniecznie jest mikroproszkiem topionego białego tlenku glinu. I odwrotnie, mikroproszek WFA nie kwalifikuje się automatycznie jako środek do polerowania optycznego tylko dlatego, że jest drobno zmielony. W przypadku proponowanego zastosowania wykańczania optycznego nabywca może być zmuszony do określenia limitów wielkości cząstek, wszelkich kontroli gruboziarnistych lub aglomeratów oraz warunków zawiesiny i narzędzi stosowanych do oceny.
Szlifowanie, polerowanie wstępne i polerowanie końcowe są różne
Szlifowanie, docieranie, polerowanie wstępne i polerowanie końcowe to odrębne etapy procesu. Nie należy zakładać przydatności ustalonej na jednym etapie na innym etapie i należy określić obowiązujące kryteria akceptacji dla konkretnego komponentu. Gatunek, który skutecznie sprawdza się w szlifowaniu zgrubnym lub pośrednim, nie nadaje się automatycznie do końcowego polerowania optycznego. Kryteria akceptacji różnią się w zależności od komponentu i procesu i powinny zostać określone przez nabywcę.
Zagadnienia specyficzne dla materiału
Elementy optyczne mogą być wykonane z różnych szkieł, materiałów krystalicznych lub polimerów. Dowody uzyskane dla jednego podłoża nie powinny być automatycznie stosowane na innym podłożu. Proponowany gatunek WFA wymaga zatem oceny specyficznej dla podłoża.
Badanie topionej krzemionki wykazało, że cząstki nieuczciwe, w tym cząstki nadwymiarowe lub aglomerowane w środowisku procesowym, były powiązane z uszkodzeniami podpowierzchniowymi i powstawaniem zarysowań w badanych warunkach (Suratwala i in., 2008). Ustalenie to dotyczy badanych materiałów i warunków procesu i nie należy go uogólniać na inne podłoża lub gatunki WFA nietestowane w tym badaniu.
Kluczowe parametry proszku i procesu do sprawdzenia
Oceniając konkretny mikroproszek WFA do zastosowań optycznych, recenzenci techniczni powinni ocenić następujące kwestie:
Rozkład wielkości cząstek i ograniczenia
Sprawdź oznaczenie rozmiaru nominalnego i metodologię badań. Dla gatunku określonego w jej zakresie norma ISO 8486-2:2007 podaje metody określania lub sprawdzania rozkładu wielkości mikroziarnistości F230–F2000 w związanym topionym tlenku glinu i węgliku krzemu. W przypadku sypkich proszków do polerowania optycznego nie należy zakładać zgodności z niniejszą normą dotyczącą ścierniwa wiązanego, chyba że jest to wyraźnie określone w obowiązującej dokumentacji produktu. Wszelkie wymagania dotyczące odcięcia cząstek ponadgabarytowych lub aglomeratów muszą zostać określone niezależnie.
Czystość chemiczna i tlenki śladowe
Sprawdź zawartość Al₂O₃ i progi składników drugorzędnych wymienione w specyfikacji gatunku.
Dokumentacja specyfikacji produktu
Przejrzyj specyfikację produktu i wszelką dokumentację partii dostępną dla klasy kandydackiej.
Parametry zawiesiny i dyspersji
Udokumentuj przygotowanie proszku, system nośnika, oprzyrządowanie i warunki pracy stosowane w dowolnej próbie, aby możliwe było spójne porównywanie proponowanych gatunków.
Wskazówki dotyczące wyboru i prób
Aby określić, czy mikroproszek WFA nadaje się do stosowania w przypadku określonego elementu optycznego:
Zdefiniuj substrat i etap procesu
Określ dokładny materiał optyczny i czy operacja to szlifowanie, docieranie, polerowanie wstępne czy polerowanie końcowe.
Przejrzyj dokumentację ocen
Przejrzyj specyfikację produktu i wszelką dokumentację partii dostępną dla kandydującego gatunku WFA.
Ustal kryteria akceptacji
Zdefiniuj wymagane kryteria jakości powierzchni i akceptacji uszkodzeń dla komponentu.
Przeprowadź próby porównawcze
Porównaj materiały kandydujące w udokumentowanych, reprezentatywnych warunkach, stosując kryteria akceptacji określone dla komponentu. Traktuj zmianę oceny jako zmianę wymagającą oceny pod kątem kryteriów akceptacji komponentu.
Wniosek
Mikroproszek z białego stopionego tlenku glinu nie może być powszechnie zalecany do polerowania soczewek optycznych. Chociaż w opublikowanych pracach zbadano procesy ścierne zawierające tlenek glinu dla poszczególnych materiałów optycznych, nie stwierdza to, że konkretny dostępny na rynku mikroproszek WFA jest gatunkiem do polerowania optycznego. Ocena powinna opierać się na danych technicznych specyficznych dla gatunku i reprezentatywnych próbach procesów, a nie na ogólnych założeniach materiałowych. Dla porównanialaminat z białego stopionego tlenku glinujest umieszczany oddzielnie do zastosowań związanych z laminatem i nie powinien być traktowany jako odpowiednik proszku zalecanego do wykańczania optycznego.
Zapytanie techniczne
Składając zapytanie dotyczące mikroproszku WFA do zastosowań optycznych prosimy o podanie:
- Materiał podłoża soczewki;
- Docelowy etap produkcji;
- Wymagany zakres wielkości cząstek lub granice dystrybucji;
- Obowiązujące kryteria jakości powierzchni i akceptacji uszkodzeń;
- System gnojowicy, płyn nośny i ograniczenia sprzętowe.
Szczegóły te stanowią podstawę do podjęcia decyzji, czy dostępna ocena powinna zostać poddana testom aplikacyjnym.
Referencje
- Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna. (2007). ISO 8486-2:2007: Materiały ścierne spojone – Oznaczanie i oznaczanie rozkładu wielkości ziaren – Część 2: Mikrogryty F230 do F2000. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna.
- Suratwala, T., Steele, R., Feit, MD, Wong, L., Miller, P., Menapace, J. i Davis, P. (2008). Wpływ nieuczciwych cząstek na uszkodzenia podpowierzchniowe topionej krzemionki podczas szlifowania/polerowania. Journal of Non-Crystalline Solids, 354(18), 2023–2037.https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2007.11.015
- Osment, HE, Emerson, RB i Jones, RL (1968). Wytwarzanie białego stopionego tlenku glinu (patent USA nr 3,409,396). Kaiser Aluminium i Chemical Corporation.https://patents.google.com/patent/US3409396A/en