O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um dos materiais mais duros da Terra, perdendo apenas para o diamante e o nitreto c\u00fabico de boro. Devido \u00e0 sua extrema dureza, o carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um material ideal para lapida\u00e7\u00e3o de cer\u00e2mica, retifica\u00e7\u00e3o de metais n\u00e3o ferrosos e rebarba\u00e7\u00e3o de materiais.<\/p>\n
A m\u00eddia de jateamento de \u00f3xido de alum\u00ednio pode cortar facilmente superf\u00edcies pintadas e muitos tipos de madeira, mas pode se desgastar mais rapidamente quando usada em materiais mais duros, como metais.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um dos materiais mais duros depois do diamante, portanto, n\u00e3o \u00e9 surpresa que esse material seja um excelente abrasivo. O carbeto de sil\u00edcio pode ser visto sendo usado com frequ\u00eancia em aplica\u00e7\u00f5es de lixamento e jateamento em aplica\u00e7\u00f5es de lixamento industrial, bem como em processos de polimento qu\u00edmico-mec\u00e2nico (CMP).<\/p>\n
O p\u00f3 de carbeto de sil\u00edcio preto \u00e9 amplamente utilizado para polir semicondutores e componentes eletr\u00f4nicos, cer\u00e2micas e metais n\u00e3o ferrosos duros, sendo \u00fatil at\u00e9 mesmo na metalurgia devido \u00e0 sua excelente resist\u00eancia a altas temperaturas e a choques t\u00e9rmicos.<\/p>\n
Devido \u00e0s suas propriedades de dureza, resist\u00eancia ao desgaste e condutividade t\u00e9rmica, o diamante \u00e9 usado como ferramenta de corte em aplica\u00e7\u00f5es de usinagem e perfura\u00e7\u00e3o. Dispon\u00edvel em tamanhos de gr\u00e3o fino a grosso, o diamante costuma ser a melhor op\u00e7\u00e3o quando se trabalha com materiais de baixa resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o, como vidro, cer\u00e2mica e pedra.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio verde \u00e9 mais fri\u00e1vel do que sua contraparte preta e se assemelha mais ao \u00f3xido de alum\u00ednio. \u00c9 comumente usado para aplica\u00e7\u00f5es de lixamento \u00famido e seco em aplica\u00e7\u00f5es de polimento automotivo; outros usos incluem lixamento \u00famido e seco entre camadas de acabamento em projetos de marcenaria; rebarba\u00e7\u00e3o de metal e vidro; bem como repintura de pisos de madeira.<\/p>\n
O polimento qu\u00edmico-mec\u00e2nico (CMP) \u00e9 uma t\u00e9cnica consagrada para criar superf\u00edcies com planariza\u00e7\u00e3o global superior sem danos \u00e0 subsuperf\u00edcie. O CMP exige uma intera\u00e7\u00e3o equilibrada entre a oxida\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie e a remo\u00e7\u00e3o da camada de \u00f3xido - seus oxidantes determinam a efici\u00eancia da oxida\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie, enquanto suas part\u00edculas abrasivas contribuem com a for\u00e7a mec\u00e2nica para o polimento.<\/p>\n
Para maximizar o MRR, \u00e9 fundamental que o abrasivo seja espalhado uniformemente por todas as superf\u00edcies de um wafer, capaz de criar for\u00e7as mec\u00e2nicas consistentes em toda a sua extens\u00e3o. Portanto, a pasta de CMP deve conter faixas de pH espec\u00edficas que foram cuidadosamente calibradas em rela\u00e7\u00e3o \u00e0s asperezas e estruturas da pastilha para obter os melhores resultados.<\/p>\n
Os abrasivos cer\u00e2micos provaram ser a op\u00e7\u00e3o mais eficiente e econ\u00f4mica para aplica\u00e7\u00f5es de polimento em alta velocidade, principalmente em fundi\u00e7\u00f5es de alum\u00ednio, escamas de a\u00e7o doce, ligas de tit\u00e2nio e outros substratos duros. Utilizamos nossos abrasivos cer\u00e2micos em v\u00e1rias m\u00e1quinas em nossas instala\u00e7\u00f5es - particularmente eficazes em pe\u00e7as fundidas de alum\u00ednio, escamas de a\u00e7o doce e ligas de tit\u00e2nio.<\/p>\n
Os agentes oxidantes desempenham um papel fundamental na CMP, fornecendo uma for\u00e7a qu\u00edmica que empurra os abrasivos e as camadas de \u00f3xido das superf\u00edcies de carbeto de sil\u00edcio. Para obter os melhores resultados, um oxidante eficaz deve permanecer ativo dentro de determinados valores de pH a fim de obter uma superf\u00edcie atomicamente plana com altas classifica\u00e7\u00f5es de MRR; as intera\u00e7\u00f5es eletrost\u00e1ticas entre os wafers de carbeto de sil\u00edcio e as part\u00edculas tamb\u00e9m afetam sua efic\u00e1cia.<\/p>\n
Permanganato, hidr\u00f3xido de pot\u00e1ssio e \u00e1cido n\u00edtrico s\u00e3o ideais para o polimento de carbeto de sil\u00edcio. O permanganato pode ser adicionado diretamente \u00e0 pasta, enquanto o hidr\u00f3xido de pot\u00e1ssio \u00e9 mais eficaz quando adicionado como solu\u00e7\u00e3o de formiato de s\u00f3dio. O \u00e1cido n\u00edtrico requer um manuseio especial; sua concentra\u00e7\u00e3o adequada deve ser adicionada \u00e0 pasta para evitar a decomposi\u00e7\u00e3o de seu componente de oxig\u00eanio ativo.<\/p>\n
O \u00f3xido de grafeno (GO), uma maneira f\u00e1cil e r\u00e1pida de formar radicais OH quando reduzido, gera mais oxidantes do que sua contraparte tradicional de TiO2 e melhora a efici\u00eancia da oxida\u00e7\u00e3o e a MRR em cerca de 20%. A simples adi\u00e7\u00e3o de alguns miligramas de GO trar\u00e1 essas vantagens.<\/p>\n
Um fator essencial para a cria\u00e7\u00e3o de uma superf\u00edcie atomicamente plana \u00e9 a sele\u00e7\u00e3o de uma composi\u00e7\u00e3o de pasta adequada. De acordo com alguns pesquisadores, para o 4H-SiC, alguns pesquisadores sugerem o uso de pastas \u00e0 base de SiO2 e Al2O3; sua combina\u00e7\u00e3o proporciona uma for\u00e7a mec\u00e2nica mais forte, o que ajuda a criar uma superf\u00edcie atomicamente plana; al\u00e9m disso, o uso de SiO2 reduz as intera\u00e7\u00f5es eletrost\u00e1ticas que poderiam causar danos com o uso de um abrasivo \u00e0 base de Al2O3.<\/p>\n
Al\u00e9m de escolher um oxidante, a sele\u00e7\u00e3o de um abrasivo eficaz \u00e9 fundamental para otimizar o MRR. O \u00f3xido de alum\u00ednio \u00e9 ideal nesse sentido, pois oferece durabilidade e permeabilidade superior \u00e0 lama - al\u00e9m disso, seu uso \u00e9 seguro em ambientes \u00famidos ou vol\u00e1teis.<\/p>\n
O polimento triboqu\u00edmico tamb\u00e9m pode ser um meio eficiente de produzir uma superf\u00edcie ultralisa e sem danos em nitreto de sil\u00edcio. A t\u00e9cnica envolve esfregar o material a ser polido contra uma superf\u00edcie dura e lubrificada, enquanto o atrito induz rea\u00e7\u00f5es de dissolu\u00e7\u00e3o que produzem mol\u00e9culas de \u00e1gua, dissolvendo assim o material sem a necessidade de abrasivos. O polimento triboqu\u00edmico tem a capacidade de atingir taxas m\u00e1ximas de retorno de at\u00e9 80 nm h-1 com esse tipo de polimento.<\/p>\n
O polimento de carbeto de sil\u00edcio requer uma pasta de polimento aquosa que consiste em um abrasivo e um agente oxidante; normalmente, o sol de s\u00edlica disperso na pasta \u00e9 a fonte. Enquanto isso, um composto org\u00e2nico ou inorg\u00e2nico serve para converter sua superf\u00edcie em um estado mais reativo que estimula a liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre o substrato e o abrasivo, permitindo a remo\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pida do material e a prote\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie do substrato contra danos por abras\u00e3o mec\u00e2nica.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 usado como abrasivo e p\u00f3 de moagem em processos como corte a jato de \u00e1gua e jateamento de areia, em que gr\u00e3os grossos s\u00e3o frequentemente empregados nessas opera\u00e7\u00f5es. Os refrat\u00e1rios feitos de carbeto de sil\u00edcio tamb\u00e9m podem servir como substitutos do ferro fundido em fornos industriais ou como ingredientes em ligas de a\u00e7o; seu ponto de fus\u00e3o, resist\u00eancia a choques\/corros\u00e3o, for\u00e7a, durabilidade e condutividade t\u00e9rmica o tornam atraente como op\u00e7\u00e3o de material.<\/p>\n
Produzido por meio da fundi\u00e7\u00e3o de mon\u00f3xido de sil\u00edcio derivado de g\u00e1s natural ou carv\u00e3o usando o processo Lely. Uma mistura de areia de s\u00edlica pura com carbono de coque mo\u00eddo formada em torno de um condutor el\u00e9trico em um forno de resist\u00eancia el\u00e9trica \u00e9 alimentada com corrente el\u00e9trica para desencadear rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que produzem carbeto de sil\u00edcio.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio pode assumir formas monocristalinas ou policristalinas, sendo que dois polimorfos de interesse especial s\u00e3o o carbeto de sil\u00edcio alfa (a-SiC), com sua estrutura cristalina de Wurtzite, e o carbeto de sil\u00edcio beta, com estrutura cristalina de blenda de zinco - ambos t\u00eam alta reatividade, o que os torna materiais valiosos na produ\u00e7\u00e3o de catalisadores heterog\u00eaneos.<\/p>\n
A presente inven\u00e7\u00e3o apresenta um m\u00e9todo de prepara\u00e7\u00e3o de pasta de polimento de carbeto de sil\u00edcio. As etapas incluem a adi\u00e7\u00e3o de agentes dispersantes, aceleradores, agentes tamponantes de pH, agentes umectantes e agentes complexantes sequencialmente em \u00e1gua deionizada enquanto se agita uniformemente e, em seguida, mistura-se gradualmente os abrasivos de sol de s\u00edlica antes de finalmente envelhecer a mistura por 30 a 60 minutos antes de adicionar o abrasivo de sol de s\u00edlica.<\/p>\n
O carbeto de sil\u00edcio \u00e9 um material extremamente duro com muitos usos em uma ampla variedade de campos. \u00c9 mais comumente produzido na forma de p\u00f3 e utilizado para lixamento fino, corte com jato de \u00e1gua, jateamento de areia, modelagem e polimento de outros materiais, al\u00e9m de aplica\u00e7\u00f5es mais grosseiras, como rebarba\u00e7\u00e3o de metais e vidros e repintura de pisos de madeira. Al\u00e9m disso, o carbeto de sil\u00edcio \u00e9 frequentemente inclu\u00eddo como parte dos processos de polimento qu\u00edmico-mec\u00e2nico (CMP) para solu\u00e7\u00f5es adicionais de polimento abrasivo (ACP).<\/p>\n
O CMP (polimento qu\u00edmico-mec\u00e2nico) \u00e9 o processo de lixar mecanicamente as superf\u00edcies para planificar e desfazer os danos causados por etapas anteriores, como lixamento ou grava\u00e7\u00e3o. O CMP usa uma almofada de polimento embebida em uma composi\u00e7\u00e3o ou pasta de polimento contendo um agente oxidante e um abrasivo, que entra em contato com a superf\u00edcie do substrato, criando atrito para remover as camadas danificadas e expor o novo material por baixo.<\/p>\n
Os agentes oxidantes ajudam a reduzir a quantidade de abras\u00e3o mec\u00e2nica necess\u00e1ria para atingir os n\u00edveis desejados de planariza\u00e7\u00e3o da superf\u00edcie, auxiliando na dissolu\u00e7\u00e3o do material do substrato e diminuindo os danos mec\u00e2nicos a ele. Al\u00e9m disso, o agente oxidante tamb\u00e9m acelera a cin\u00e9tica do polimento, acelerando a intera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas abrasivas com as superf\u00edcies do substrato.<\/p>\n
Para obter o acabamento ideal da superf\u00edcie da pastilha de carbeto de sil\u00edcio com alto MRR e taxas m\u00ednimas de defeitos, \u00e9 fundamental que as part\u00edculas abrasivas mantenham intera\u00e7\u00f5es altamente el\u00e1sticas com a superf\u00edcie-alvo - isso \u00e9 mais desafiador quando o abrasivo \u00e9 fixo, como nos processos de CMP com diamante.<\/p>\n
O polimento triboqu\u00edmico foi usado com sucesso para dar acabamento a amostras de carbeto de sil\u00edcio policristalino. A t\u00e9cnica elimina a necessidade de abrasivos e se baseia na dissolu\u00e7\u00e3o estimulada por fric\u00e7\u00e3o em um fluido reativo apropriado, produzindo superf\u00edcies livres de defeitos (Ra =1nm) em superf\u00edcies deslizantes de SiC por meio da fric\u00e7\u00e3o contra uma ferramenta de ferro fundido em uma solu\u00e7\u00e3o de CrO3 de 3 peso%.<\/p>\n
A CMP envolve a mistura de agentes oxidantes em uma pasta de polimento, enquanto o abrasivo \u00e9 fornecido como material seco. O ideal \u00e9 que sua composi\u00e7\u00e3o permane\u00e7a coloidalmente est\u00e1vel, o que significa manter os dois componentes suspensos por longos per\u00edodos no ve\u00edculo l\u00edquido.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is one of the hardest materials on Earth, second only to diamond and cubic boron nitride. Due to its extreme hardness, silicon carbide makes an ideal material for lapping ceramics, grinding nonferrous metals and deburring materials. Aluminum oxide blast media can easily cut through painted surfaces and many types of wood, but can …<\/p>\n