ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว (SiC) เป็นสารกัดกร่อนสังเคราะห์ที่มีความแข็งเป็นพิเศษ สี “เขียว” บ่งบอกถึงความบริสุทธิ์สูง (มากกว่า 99%) ส่งผลให้ผลึกมีความคม แข็ง และเปราะมากกว่าเมื่อเทียบกับซิลิคอนคาร์ไบด์สีดำ
คุณสมบัติของซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว:
ความแข็งระดับสูงสุด:ความแข็งระดับ Mohs 9.5 ช่วยให้ขูดขีดและตัดกระจกได้ง่าย (ระดับ Mohs ~5.5)
คริสตัลคมและเปราะ: เม็ดคริสตัลจะแตกออกเพื่อสร้างขอบคมใหม่ระหว่างการใช้งาน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่า การลับคมด้วยตนเองซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพการตัดที่สม่ำเสมอ
การนำความร้อนสูง: ช่วยกระจายความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการขัดเงา
บทบาทในกระบวนการขัดกระจก
สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการ “ขัดเงา” ในการผลิตมักเกี่ยวข้องกับสองขั้นตอนที่แตกต่างกัน โดย SiC สีเขียวจะใช้ในขั้นตอนแรกเป็นหลัก:
1. การใช้งานหลัก: การลับคม (หรือการเจียร)
นี่คือขั้นตอนสำคัญ ก่อน การขัดเงาขั้นสุดท้าย เป้าหมายของการขัดเงาคือการขจัดความเสียหายบนพื้นผิวที่สำคัญ สร้างพื้นผิวให้เรียบ และเตรียมกระจกสำหรับการขัดเงาขั้นสุดท้าย
ฟังก์ชัน: Green SiC ทำหน้าที่ ตัด หรือ แตกละเอียด แบบไมโคร เม็ดที่คมและแข็งของ SiC ทำหน้าที่เหมือนสิ่วขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วน ทำหน้าที่ดึงวัสดุออกจากพื้นผิวกระจกโดยอัตโนมัติ
กระบวนการ: ผงจะถูกผสมกับน้ำเพื่อสร้างเป็นสารละลาย สารละลายนี้จะถูกป้อนระหว่างชิ้นงานแก้วและแผ่นขัดเรียบ (โดยทั่วไปทำจากเหล็กหล่อหรือดีบุก) ขณะที่แผ่นหมุน เม็ด SiC ที่แขวนลอยอยู่จะขัดผิวแก้ว
ขนาดกรวดที่ใช้: กรวดแต่ละขนาดจะถูกใช้ตามลำดับ
กรวดหยาบ (เช่น F400, F500): เพื่อการขจัดเศษวัสดุและปรับระดับอย่างรวดเร็ว
กระดาษทรายหยาบ (เช่น F800, F1000) เพื่อขจัดรอยขีดข่วนที่เกิดจากกระดาษทรายหยาบ
กรวดละเอียด (เช่น F1200, F1500): เพื่อสร้างพื้นผิวที่เรียบเนียน โปร่งแสง พร้อมรอยขีดข่วนเล็กๆ มาก ทำให้พร้อมสำหรับการขัดเงาขั้นสุดท้าย
2. การใช้งานที่จำกัด: การขัดละเอียด
แม้ว่า SiC สีเขียวเกรดละเอียดมาก (เช่น W7, W5) สามารถนำมาใช้ขัดเงาเบื้องต้นได้ แต่การขัดเงาให้ได้ผิวสัมผัสที่แท้จริงและมีคุณภาพเชิงแสงนั้น พบได้น้อยกว่า การตัดเฉือนด้วยกลไกของ SiC แม้ในขนาดที่เล็กก็อาจทำให้เกิด “ฝ้า” หรือความเสียหายใต้ผิวได้ในระดับจุลภาค
การเปรียบเทียบกับสารขัดกระจกทั่วไปอื่นๆ
| สารกัดกร่อน | ความแข็ง | กลไกหลัก | ดีที่สุดสำหรับ | ข้อดีและข้อเสีย |
|---|---|---|---|---|
| ซิลิคอนคาร์ไบด์สีเขียว | 9.5 | การตัดด้วยไมโครเชิงกล | การซ้อนและขอบ | ข้อดี: ตัดได้เร็วมาก คุ้มค่าสำหรับการกำจัดเศษวัสดุ ข้อเสีย: อาจทำให้เกิดความเสียหายใต้ผิวดินได้ |
| ซีเรียมออกไซด์ (CeO₂) | ~6-7 | การขัดเงาด้วยเคมี-กล (CMP) | การขัดเงาด้วยแสงขั้นสุดท้าย | ข้อดี: ให้ความคมชัดและความโปร่งใสที่ยอดเยี่ยม ปราศจากรอยขีดข่วน ข้อเสีย: ช้ากว่า ราคาแพงกว่า |
| อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) | 9.0 | การตัดด้วยไมโครเชิงกล | การทับทั่วไป | ข้อดี: นุ่มกว่าและมีโอกาสเกิดรอยขีดข่วนลึกน้อยกว่า SiC ข้อเสีย: ประสิทธิภาพการตัดต่ำกว่า สึกหรอเร็วกว่า |
| เพชร | 10 | การตัดด้วยไมโครเชิงกล | วัสดุแข็ง ขัดเรียบเร็ว | ข้อดี: คมกริบและแข็งที่สุด ข้อเสีย: แพงมาก อาจทำให้เกิดรอยขีดข่วนลึกได้หากไม่ควบคุม |
ข้อดีและข้อเสียของ Green SiC สำหรับการขัดกระจก
ข้อดี:
ประสิทธิภาพสูง: ตัดกระจกได้อย่างรวดเร็ว จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำจัดเศษกระจก
คุ้มค่า: ให้ความสมดุลที่ยอดเยี่ยมระหว่างประสิทธิภาพและราคาสำหรับขั้นตอนการขัด
ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอ: ลักษณะการลับคมอัตโนมัติช่วยรักษาอัตราการตัดที่สม่ำเสมอ
ความพร้อมใช้งานกว้าง:มีขนาดเม็ดกรวดมาตรฐานให้เลือกหลากหลาย
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชัน
การกำหนดขนาดเม็ดขัดตามลำดับ: ควรขัดตามลำดับเสมอ (เช่น 400 -> 600 -> 1,000) การข้ามขั้นตอนจะทำให้เกิดรอยขีดข่วนลึกซึ่งต้องใช้เวลานานมากในการขัดออก
ความสม่ำเสมอของสารละลายที่เหมาะสม: สารละลายที่ผสมอย่างดีจะช่วยให้ตัดได้สม่ำเสมอและป้องกันไม่ให้ผงตกตะกอน
แรงดันและความเร็ว: แรงดันและความเร็วรอบที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญ แรงดันมากเกินไปอาจทำให้เกิดรอยแตกร้าวได้ หากแรงดันน้อยเกินไปจะทำให้กระบวนการทำงานช้าลง
ความสะอาด: การทำความสะอาดชิ้นงานและอุปกรณ์ให้ทั่วถึงระหว่างการเปลี่ยนเม็ดทรายแต่ละครั้งถือเป็น สิ่งสำคัญ เพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากเมล็ดทรายขนาดใหญ่ที่กระจัดกระจาย