હાઇ-એન્ડ પ્રિસિઝન પોલિશિંગમાં ઝિર્કોનિયા પાવડરના ઉપયોગ પર સંશોધન
ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને માહિતી ટેકનોલોજી, ઓપ્ટિકલ મેન્યુફેક્ચરિંગ, સેમિકન્ડક્ટર્સ અને અદ્યતન સિરામિક્સ જેવા હાઇ-ટેક ઉદ્યોગોના ઝડપી વિકાસ સાથે, સામગ્રી સપાટી પ્રક્રિયાની ગુણવત્તા પર ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ મૂકવામાં આવી રહી છે. ખાસ કરીને, નીલમ સબસ્ટ્રેટ, ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ અને હાર્ડ ડિસ્ક પ્લેટર જેવા મુખ્ય ઘટકોના અતિ-ચોકસાઇ મશીનિંગમાં, પોલિશિંગ સામગ્રીનું પ્રદર્શન સીધા મશીનિંગ કાર્યક્ષમતા અને અંતિમ સપાટીની ગુણવત્તા નક્કી કરે છે.ઝિર્કોનિયા પાવડર (ZrO₂), એક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન અકાર્બનિક સામગ્રી, તેની ઉત્તમ કઠિનતા, થર્મલ સ્થિરતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને પોલિશિંગ ગુણધર્મોને કારણે ઉચ્ચ-અંતિમ ચોકસાઇ પોલિશિંગના ક્ષેત્રમાં ધીમે ધીમે ઉભરી રહી છે, જે સેરિયમ ઓક્સાઇડ અને એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ પછી આગામી પેઢીના પોલિશિંગ સામગ્રીનું પ્રતિનિધિ બની રહી છે.
I. ના ભૌતિક ગુણધર્મોઝિર્કોનિયા પાવડર
ઝિર્કોનિયા એ સફેદ પાવડર છે જેનું ગલનબિંદુ ઉચ્ચ (આશરે 2700°C) અને વિવિધ પ્રકારના સ્ફટિક માળખાં છે, જેમાં મોનોક્લિનિક, ટેટ્રાગોનલ અને ક્યુબિક તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે. સ્થિર અથવા આંશિક રીતે સ્થિર ઝિર્કોનિયા પાવડર યોગ્ય માત્રામાં સ્ટેબિલાઇઝર્સ (જેમ કે યટ્રીયમ ઓક્સાઇડ અને કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ) ઉમેરીને મેળવી શકાય છે, જે તેને ઊંચા તાપમાને પણ ઉત્તમ તબક્કા સ્થિરતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મો જાળવી રાખવા દે છે.
ઝિર્કોનિયા પાવડરના ઉત્કૃષ્ટ ફાયદા મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે:
ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉત્તમ પોલિશિંગ ક્ષમતા: 8.5 કે તેથી વધુની મોહ્સ કઠિનતા સાથે, તે વિવિધ ઉચ્ચ-કઠિનતા સામગ્રીના અંતિમ પોલિશિંગ માટે યોગ્ય છે.
મજબૂત રાસાયણિક સ્થિરતા: તે એસિડિક અથવા સહેજ આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં સ્થિર રહે છે અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે સંવેદનશીલ નથી.
ઉત્તમ વિક્ષેપનક્ષમતા: સંશોધિત નેનો- અથવા સબમાઇક્રોન-કદનુંઝિર્કોનિયા પાવડરઉત્તમ સસ્પેન્શન અને પ્રવાહિતા દર્શાવે છે, જે એકસમાન પોલિશિંગની સુવિધા આપે છે.
ઓછી થર્મલ વાહકતા અને ઓછું ઘર્ષણ નુકસાન: પોલિશિંગ દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી ન્યૂનતમ હોય છે, જે અસરકારક રીતે થર્મલ તણાવ અને પ્રક્રિયા કરેલ સપાટી પર માઇક્રોક્રેક્સનું જોખમ ઘટાડે છે.
II. ચોકસાઇ પોલિશિંગમાં ઝિર્કોનિયા પાવડરના લાક્ષણિક ઉપયોગો
1. નીલમ સબસ્ટ્રેટ પોલિશિંગ
નીલમ સ્ફટિકો, તેમની ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉત્તમ ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને કારણે, LED ચિપ્સ, ઘડિયાળ લેન્સ અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઝિર્કોનિયા પાવડર, તેની સમાન કઠિનતા અને ઓછા નુકસાન દર સાથે, નીલમના રાસાયણિક યાંત્રિક પોલિશિંગ (CMP) માટે એક આદર્શ સામગ્રી છે. પરંપરાગતની તુલનામાંએલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ પોલિશિંગ પાવડર, ઝિર્કોનિયા સપાટીની સપાટતા અને અરીસાની પૂર્ણાહુતિમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે જ્યારે સામગ્રી દૂર કરવાના દરને જાળવી રાખે છે, સ્ક્રેચ અને માઇક્રોક્રેક્સ ઘટાડે છે.
2. ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ પોલિશિંગ
ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા લેન્સ, પ્રિઝમ અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર એન્ડ ફેસ જેવા ઓપ્ટિકલ ઘટકોની પ્રક્રિયામાં, પોલિશિંગ સામગ્રીએ અત્યંત ઉચ્ચ સ્વચ્છતા અને સૂક્ષ્મતાની આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે. ઉચ્ચ-શુદ્ધતાનો ઉપયોગઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ પાવડર0.3-0.8 μm ના નિયંત્રિત કણ કદ સાથે અંતિમ પોલિશિંગ એજન્ટ તરીકે સપાટીની અત્યંત ઓછી ખરબચડી (Ra ≤ 1 nm) પ્રાપ્ત કરે છે, જે ઓપ્ટિકલ ઉપકરણોની કડક "ત્રુટિરહિત" આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.
૩. હાર્ડ ડ્રાઈવ પ્લેટર અને સિલિકોન વેફર પ્રોસેસિંગ
ડેટા સ્ટોરેજ ઘનતામાં સતત વધારા સાથે, હાર્ડ ડ્રાઇવ પ્લેટરની સપાટીની સપાટતા માટેની જરૂરિયાતો વધુને વધુ કડક બની રહી છે.ઝિર્કોનિયા પાવડરહાર્ડ ડ્રાઈવ પ્લેટર સપાટીઓના બારીક પોલિશિંગ તબક્કામાં ઉપયોગમાં લેવાતું, પ્રોસેસિંગ ખામીઓને અસરકારક રીતે નિયંત્રિત કરે છે, ડિસ્ક લખવાની કાર્યક્ષમતા અને સેવા જીવન સુધારે છે. વધુમાં, સિલિકોન વેફર્સના અતિ-ચોકસાઇવાળા પોલિશિંગમાં, ઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ ઉત્તમ સપાટી સુસંગતતા અને ઓછા નુકસાન ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે તેને સેરિયાનો વધતો વિકલ્પ બનાવે છે.
Ⅲ. પોલિશિંગ પરિણામો પર કણોના કદ અને વિક્ષેપ નિયંત્રણની અસર
ઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ પાવડરનું પોલિશિંગ પ્રદર્શન માત્ર તેની ભૌતિક કઠિનતા અને સ્ફટિક રચના સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત નથી, પરંતુ તેના કણોના કદના વિતરણ અને વિક્ષેપથી પણ નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત છે.
કણોના કદનું નિયંત્રણ: અતિશય મોટા કણોના કદ સરળતાથી સપાટી પર ખંજવાળ પેદા કરી શકે છે, જ્યારે ખૂબ નાના કણોના કદ સામગ્રીને દૂર કરવાના દરને ઘટાડી શકે છે. તેથી, 0.2 થી 1.0 μm ની D50 શ્રેણીવાળા માઇક્રોપાઉડર અથવા નેનોપાઉડરનો ઉપયોગ ઘણીવાર વિવિધ પ્રક્રિયા જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે થાય છે.
વિક્ષેપ કામગીરી: સારી વિક્ષેપનક્ષમતા કણોના સંચયને અટકાવે છે, પોલિશિંગ સોલ્યુશનની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરે છે અને પ્રક્રિયા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. કેટલાક ઉચ્ચ-સ્તરના ઝિર્કોનિયા પાવડર, સપાટીના ફેરફાર પછી, જલીય અથવા નબળા એસિડિક દ્રાવણમાં ઉત્તમ સસ્પેન્શન ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે ડઝનેક કલાકોથી વધુ સમય સુધી સ્થિર કામગીરી જાળવી રાખે છે.
IV. વિકાસ વલણો અને ભવિષ્યનું ભવિષ્ય
નેનોફેબ્રિકેશન ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે,ઝિર્કોનિયા પાવડરઉચ્ચ શુદ્ધતા, સાંકડા કણ કદ વિતરણ અને વિસ્તૃત વિક્ષેપનક્ષમતા તરફ અપગ્રેડ કરવામાં આવી રહ્યા છે. ભવિષ્યમાં નીચેના ક્ષેત્રો પર ધ્યાન આપવું જોઈએ:
1. નેનો-સ્કેલનું મોટા પાયે ઉત્પાદન અને ખર્ચ ઑપ્ટિમાઇઝેશનઝિર્કોનિયા પાવડર
ઉચ્ચ-શુદ્ધતા પાવડર તૈયાર કરવાની ઊંચી કિંમત અને જટિલ પ્રક્રિયાને સંબોધિત કરવી એ તેમના વ્યાપક ઉપયોગને પ્રોત્સાહન આપવાની ચાવી છે.
2. સંયુક્ત પોલિશિંગ સામગ્રીનો વિકાસ
એલ્યુમિના અને સિલિકા જેવી સામગ્રી સાથે ઝિર્કોનિયાનું મિશ્રણ કરવાથી દૂર કરવાના દર અને સપાટી નિયંત્રણ ક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.
૩. લીલો અને પર્યાવરણને અનુકૂળ પોલિશિંગ ફ્લુઇડ સિસ્ટમ
પર્યાવરણીય મિત્રતા વધારવા માટે બિન-ઝેરી, બાયોડિગ્રેડેબલ ડિસ્પરઝન મીડિયા અને ઉમેરણો વિકસાવો.
વી. નિષ્કર્ષ
ઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ પાવડરતેના ઉત્તમ ભૌતિક ગુણધર્મો સાથે, ઉચ્ચ-સ્તરીય ચોકસાઇ પોલિશિંગમાં વધુને વધુ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી રહ્યું છે. ઉત્પાદન તકનીકમાં સતત પ્રગતિ અને વધતી જતી ઉદ્યોગ માંગ સાથે, નો ઉપયોગઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ પાવડરવધુ વ્યાપક બનશે, અને તે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન પોલિશિંગ સામગ્રીની આગામી પેઢી માટે મુખ્ય આધાર બનવાની અપેક્ષા છે. સંબંધિત કંપનીઓ માટે, મટિરિયલ અપગ્રેડ વલણો સાથે ગતિ જાળવી રાખવી અને પોલિશિંગ ક્ષેત્રમાં ઉચ્ચ-અંતિમ એપ્લિકેશનોનો વિસ્તાર કરવો એ ઉત્પાદન ભિન્નતા અને તકનીકી નેતૃત્વ પ્રાપ્ત કરવા માટેનો મુખ્ય માર્ગ હશે.