Полировальные среды из диоксида циркония — оптические линзы, сапфировые пластины и отделка металлов
Полировальные порошки и суспензии из диоксида циркония занимают критически важное место между коллоидными кремниевыми и алюминиевыми абразивами. Для применений, требующих высоких скоростей съёма материала с контролируемой чистотой поверхности, ZrO₂ обеспечивает оптимальный баланс твёрдости, морфологии и химической совместимости — без ценовой премии редкоземельных элементов в церии.
Сравнение полировальных абразивов
| Свойство | ZrO₂ (диоксид циркония) | CeO₂ (церий) | Al₂O₃ (корунд) |
|---|---|---|---|
| Твёрдость по Моосу | ~8.5 | ~6 | 9 |
| Механизм | Механический + слабохимический | Химико-механический (редокс Ce³⁺/Ce⁴⁺) | Преимущественно механический |
| Скорость съёма стекла | Средне-высокая | Высокая (с химическим содействием) | Высокая (агрессивная) |
| Достижимая чистота поверхности | Ra 0.5–5 nm | Ra 0.3–2 nm | Ra 2–20 nm |
| Риск царапин | Низкий-средний | Низкий | Средний-высокий |
| Совместимость с подложкой | Стекло, сапфир, металлы, керамика | Стекло, SiO₂ (не металлы) | Металлы, твёрдая керамика |
| Стоимость (относительная) | Средняя | Высокая (риск поставок РЗМ) | Низкая |
| Риск поставок | Низкий | Высокий (редкие земли) | Нет |
Сегменты применения
Полировка оптического стекла
Порошок диоксида циркония (d50 0.5–2.0 μm) для промежуточной и финишной полировки объективов камер, зеркал телескопов и лазерной оптики. Суспензия 10–20 wt%, pH 8–10 обеспечивает скорость съёма 3–8 μm/мин на стекле BK7 с Ra <2 nm.
Полировка сапфировых пластин
Полуфинишная полировка между алмазным шлифованием и CMP коллоидным кремнезёмом. Твёрдость ZrO₂ (8.5 Мооса) обеспечивает эффективное удаление сапфира при d50 0.3–1.0 μm с контролируемыми подповерхностными повреждениями. Типичная скорость: 1–3 μm/мин на сапфире C-среза.
Нержавеющая сталь и отделка металлов
Зеркальная полировка (Ra <50 nm) без внедрённых загрязнений. ZrO₂ химически инертен к нержавеющей стали, равноосная морфология обеспечивает равномерные паттерны царапин. Паста 5–15 wt% с войлочными кругами при 1500–3000 об/мин.
Полировка твёрдой керамики
Совпадающая или чуть меньшая твёрдость обеспечивает съём без глубоких подповерхностных трещин на корунде, нитриде кремния и компонентах из диоксида циркония.
▶Show full content (3 sections)
Характеристики полировального порошка ZrO₂
| Свойство | Единица | Оптический класс | Класс для отделки металлов |
|---|---|---|---|
| Чистота ZrO₂ | wt% | ≥99.5 | ≥99.0 |
| Кристаллическая фаза | — | Моноклинная | Моноклинная |
| Медианный размер частиц d50 | μm | 0.5–2.0 | 1.0–5.0 |
| Удельная площадь поверхности BET | m²/g | 5–20 | 3–10 |
| Содержание Fe | ppm | <20 | <50 |
| Форма частиц | — | Равноосная / скруглённая | Равноосная / скруглённая |
| Устойчивость к осаждению (суспензия 20 wt%) | ч | >4 | >2 |
Почему SEMITECH
SEMITECH предлагает полировальные порошки ZrO₂ прямо из Китая на 20–30% дешевле европейских и японских поставщиков с кастомизацией d50 (0.3–10 μm), контролем кристаллической фазы и полной документацией по партиям. Технические образцы 500 г–5 кг доступны для испытаний.
Сопутствующие продукты
- Нано-диоксид циркония — ультрадисперсные марки для CMP и финишной полировки
- Моноклинный диоксид циркония — стандартное сырьё для полировальных марок
- Мелющие шары из диоксида циркония — мелющие тела для диспергирования суспензий