Al2O3-Polierpulver: Technischer Leitfaden für die Verwendung in Industrie und Labor

Einführung

Bei Polierarbeiten - sei es, um einen Teleskopspiegel auf optische Toleranz zu bringen oder ein orthopädisches Titanimplantat zu reinigen - ist Aluminiumoxid-Polierpulver ein Grundnahrungsmittel. Dieses keramische Schleifmittel, chemisch als Al2O3 bekannt, gibt es in verschiedenen Qualitäten und Phasen. Die richtige Wahl kann den Unterschied zwischen einer gleichmäßigen, hochglänzenden Oberfläche und einer mit Mikrokratzern übersäten Oberfläche ausmachen.

Auswahl der Kristallphasen

Zwei Kristallformen dominieren den Einsatz beim Polieren:

• α-Al2O3(Alpha-Aluminiumoxid): Dichtes Korundgefüge, Härte ähnlich wie Saphir. Stabil bei Hitze und mechanischer Beanspruchung, daher gut geeignet für Glas, Hartmetalle und Keramiken.

• γ-Al2O3(Gamma-Tonerde): Weicher, brüchiger. Zersetzt sich bei der Verwendung, was zu einem feineren Finish bei weicheren Metallen oder Polymerverbundstoffen beitragen kann.

Die Phase ist nicht nur eine Laborkuriosität - sie wirkt sich direkt auf die Schnittgeschwindigkeit, das Verhalten der Aufschlämmung und die endgültige Rauheit aus, die Sie erhalten.

Partikelgröße und Anwendungsanpassung

Die Industrie arbeitet häufig mit Partikelgrößen von 5 µm bis hinunter zu 0,05 µm. Zum Beispiel:

Eine dreistufige optische Sequenz könnte 3 µm → 1 µm → 0,05 µm betragen, wobei die Pads zwischen den Stufen gewechselt werden. Das Überspringen eines Zwischenschritts kostet in der Regel mehr Zeit als es einspart.

Schlammaufbereitung und Prozesskontrolle

Für die meisten Poliervorrichtungen:

• Konzentration: 5-20 Gew.-% Al2O3-Pulver in deionisiertem Wasser.

• pH-Wert: Neutral für Keramik und Glas; leicht sauer (pH 4-6) für oxidationsanfällige Metalle.

• Wahl des Pads: Filz oder Polyurethan für spröde Substrate; Gewebe für duktile Metalle.

• Druck: Etwa 20-80 kPa für empfindliche Teile; bis zu 150 kPa für schwere Abtragungen.

• Rotation: 30-90 Umdrehungen pro Minute sind typisch; bei dünnen Teilen besteht ein höheres Risiko der Überhitzung.

Einige Optikbetriebe prüfen die Partikelgröße nach ASTM E112, bevor sie eine Polierrunde einlegen, um sicherzustellen, dass keine übergroßen Körner in den Prozess gelangen.

Hinweise zur Anwendung

• Metalle: Für die Endbearbeitung von Edelstahl eignet sich γ-Al2O3 mit 3 µm, gefolgt von α-Al2O3 mit 1 µm. Vermeiden Sie alkalische Schlämme auf Aluminiumlegierungen, um Oberflächenverätzungen zu vermeiden.

• Glas und Optiken: Verwenden Sie α-Al2O3 mit gefilterter Aufschlämmung (0,2 µm Filterung), um zufällige Kratzer zu vermeiden. Halten Sie die Arbeit unter 30 °C, um thermische Verformungen zu vermeiden.

• Keramiken: Kontinuierlicher Schlammfluss verhindert lokale Erhitzung und Mikrorisse in Aluminiumoxid- oder Zirkoniumdioxidteilen.

• Halbleiter: Ultrahochreines (>99,99 %) α-Al2O3, häufig in der Körnung 0,05 µm, ist Standard für die abschließende Planarisierung von Wafern.

Fehlersuche bei allgemeinen Problemen

Sicherheit und Lagerung

Obwohl Aluminiumoxid-Keramik inert ist, kann ihr Feinstaub die Atemwege reizen. Arbeiten Sie unter Absaugung oder tragen Sie eine Feinstaubmaske. Lagern Sie das Pulver für hochreine Polierarbeiten in versiegelten Behältern mit Trockenmittel - Al2O3 nimmt mit der Zeit Feuchtigkeit aus der Umgebung auf und verändert das Verhalten des Schlickers.

Schlussbemerkungen

Bei der Wahl des richtigen Aluminiumoxid-Polierpulvers geht es nicht nur darum, eine Korngröße aus einem Katalog auszuwählen. Die Kristallphase, die Partikelverteilung, die Reinheit und die Prozessparameter tragen alle zur endgültigen Oberfläche bei. Bei anspruchsvollen Arbeiten - optischen Flachteilen, medizinischen Präzisionsgeräten, Halbleiterwafern - entscheiden diese Details darüber, ob das Teil den Spezifikationen entspricht.

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