مقدمة عن منتجات السيليكون الأسود وتطبيقاتها في عملية النفخ الرملي
السيليكون الأسودمادة سيليكون وظيفية ذات بنية سطحية مميزة، سُميت بهذا الاسم لقدرتها الفائقة على امتصاص الضوء وشكلها السطحي الدقيق-النانو الفريد. في السنوات الأخيرة، ومع تحسن دقة معالجة الأسطح ومتطلبات أداء المواد في الصناعات التحويلية عالية الجودة، استُخدم السيليكون الأسود على نطاق واسع في مجالات الطاقة الكهروضوئية، والإلكترونيات البصرية، وأشباه الموصلات، وتصنيع المكونات البصرية، وغيرها من المجالات، بفضل خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة. في الوقت نفسه، دخل السيليكون الأسود تدريجيًا في صناعة السفع الرملي السطحي، وأصبح نوعًا جديدًا من مواد السفع الرملي ذات الأداء الممتاز.
١. الخصائص الأساسية للسيليكون الأسود
يُصنع السيليكون الأسود بمعالجة سطحه عبر سلسلة من تقنيات تحضير الهياكل النانوية الدقيقة (مثل النقش الأيوني التفاعلي، والنقش الكيميائي بمساعدة المعادن، والنقش بالليزر، وغيرها). يتميز سطحه ببنية مخروطية أو عمودية كثيفة، مما يُقلل بشكل كبير من انعكاسية الضوء. قد تكون الانعكاسية في النطاق المرئي إلى القريب من الأشعة تحت الحمراء أقل من 1%، لذا يبدو أسود داكنًا.
لا يتميز السيليكون الأسود بخصائص بصرية ممتازة فحسب، بل يتميز أيضًا بصلابة عالية ونقاء عالٍ ومقاومة للتآكل. يتميز ببنية جسيماته القوية وقدرته على تحمل دورات متعددة في ظروف الصدمات عالية السرعة. كما أنه يتميز بأداء أفضل في عملية السفع الرملي مقارنةً بالمواد الكاشطة التقليدية مثل الكوراندوم الأبيض والبني ورمل الكوارتز، وغيرها.
٢. مزايا السيليكون الأسود في عملية النفخ الرملي
السفع الرملي هو طريقة معالجة أسطح تستخدم تدفقًا رمليًا عالي السرعة لضرب السطح لتحقيق التنظيف، وإزالة طبقة الأكسيد، وإضفاء الخشونة، أو التأثيرات الزخرفية. ونظرًا لكونه مادة كاشطة عالية الأداء، يتمتع السيليكون الأسود بمزايا واضحة في مجال السفع الرملي:
1. تأثير سطح ناعم وموحد
يتميز هيكل جزيئات السيليكون الأسود بانتظامه الهندسي وثبات شكله. بعد الرش، يُشكّل تأثيرًا غير لامع متجانسًا ومتناسقًا على سطح قطعة العمل. يُعدّ هذا التأثير العلاجي مناسبًا بشكل خاص لمنتجات مثل الزجاج البصري، وغطاء العدسات، والأجزاء الهيكلية المصنوعة من سبائك الألومنيوم، وغيرها، والتي تتطلب تناسقًا ومظهرًا سطحيًا عاليًا للغاية.
2. صلابة عالية ومقاومة للصدمات
تصل صلابة موس للسيليكون الأسود إلى 8.5 أو أكثر، ومعدل الكسر أثناء السفع الرملي منخفض، وعمر الخدمة طويل. بالمقارنة مع رمل الكوارتز العادي أو خرز الزجاج، يتميز السفع الرملي للسيليكون الأسود بكفاءة أعلى وقوة تأثير أقوى، ويمكنه إتمام التنظيف العميق والتخشين في وقت قصير.
3. نقاء عالي وحماية للبيئة
عادةً ما تتجاوز نقاء السيليكون الأسود 99%، ولا يحتوي على شوائب ضارة مثل السيليكون الحر أو المعادن الثقيلة. يتميز بتلوث غبار منخفض في ورش السفع الرملي، وهو مناسب بشكل خاص للاستخدام في الصناعات عالية النظافة مثل المكونات الإلكترونية والأجهزة الطبية وتغليف أشباه الموصلات. كما يتميز بثبات شكل جزيئاته، وانخفاض توليد الغبار، وهو أكثر أمانًا على صحة العاملين.
4. قابلة لإعادة الاستخدام وقابلة للتحكم في التكلفة
بفضل صلابته العالية وثباته الهيكلي، يحافظ السيليكون الأسود على تأثير رش جيد بعد دورات متعددة، مما يقلل بشكل كبير من فقدان المواد. في معدات السفع الرملي الأوتوماتيكية واسعة النطاق، يتميز السيليكون الأسود بكفاءة أعلى في استهلاك الطاقة.
Ⅲ. مجالات التطبيق النموذجية
لقد تم استخدام مواد الصنفرة الرملية المصنوعة من السيليكون الأسود على نطاق واسع في المجالات التالية:
معالجة سطح الأجهزة الدقيقة غير اللامعة: مثل الإطار الأوسط للهاتف المحمول عالي الجودة، وغطاء الكمبيوتر المحمول، وغطاء الساعة الذكية وغيرها من منتجات سبائك الألومنيوم؛
معالجة تجميد الزجاج البصري: تستخدم للعدسات والفلتر وغطاء النافذة البصرية والديكور؛
الأجزاء الفضائية والعسكرية: قم بإزالة طبقة الأكسيد دون تغيير الحجم لتحسين التصاق الطلاء؛
الحفر الإلكتروني لسطح العبوة: تحسين دقة التعبئة والتغليف وقوة التصاق الواجهة؛
التنظيف الرملي الدقيق للمواد الخزفية والمركبة: معالجة خشونة السطح لتعزيز قوة الترابط.
4. الملخص
مع التطور المستمر لتكنولوجيا السفع الرملي وتوجه قطاع التصنيع نحو دقة أعلى وحماية بيئية أعلى، لم تعد مواد السفع الرملي التقليدية قادرة على تلبية احتياجات العمليات المتطورة. يُعد السيليكون الأسود، باعتباره مادة كاشطة وظيفية عالية القوة، منخفضة الانعكاس، عالية النقاء، وصديقة للبيئة، مادةً مهمةً للترقية في صناعة السفع الرملي. سواءً في التصنيع الدقيق، أو المعالجة البصرية، أو معالجة الأجهزة الإلكترونية، أو المعالجة المسبقة لأسطح معدات الطيران والفضاء، وغيرها من المجالات، فقد أظهر السيليكون الأسود آفاقًا واسعةً للتطبيق.