كربيد السيليكون الأخضر (SiC) مادة كاشطة صناعية فائقة الصلابة. يدل اللون الأخضر على نقائه العالي (أكثر من 99%)، مما ينتج عنه بلورات أكثر حدة وصلابة وهشاشة مقارنةً بنظيره الأسود من كربيد السيليكون.
خصائص كربيد السيليكون الأخضر:
صلابة قصوى: صلابة موس 9.5، مما يسمح له بسهولة خدش وقطع الزجاج (موس ~5.5).
بلورات حادة وهشة: تتكسر حبيباتها لتشكل حوافًا حادة جديدة أثناء الاستخدام، وهي خاصية تُعرف بالشحذ الذاتي . وهذا يضمن أداء قطع ثابتًا.
الموصلية الحرارية العالية: تساعد على تبديد الحرارة الناتجة أثناء عملية التلميع.
دوره في عملية تلميع الزجاج
من المهم أن نفهم أن “التلميع” في التصنيع ينطوي غالبًا على مرحلتين متميزتين، ويُستخدم SiC الأخضر بشكل أساسي في المرحلة الأولى:
1. التطبيق الأساسي: الطحن (أو التلميع)
هذه خطوة حاسمة قبل التلميع الدقيق النهائي. الهدف من عملية التلميع هو إزالة التلف السطحي الكبير، وإنشاء سطح مستوٍ، وتحضير الزجاج للتلميع النهائي.
الوظيفة: يُجري كربيد السيليكون الأخضر عمليات قطع أو تكسير دقيقة . تعمل حبيباته الحادة والصلبة كأزاميل دقيقة لا تُحصى، فتُزيل المواد ميكانيكيًا من سطح الزجاج.
العملية: يُخلط المسحوق بالماء لتكوين عجينة. تُمرَّر هذه العجينة بين قطعة الزجاج ولوح تلميع مسطح (عادةً ما يكون مصنوعًا من الحديد الزهر أو القصدير). أثناء دوران اللوح، تُسبب حبيبات كربيد السيليكون المعلقة تآكلًا لسطح الزجاج.
أحجام الحبيبات المستخدمة: يتم استخدام مجموعة من الحبيبات بالترتيب المتسلسل.
حبيبات خشنة (على سبيل المثال، F400، F500): لإزالة المخزون بسرعة وتسويته.
حبيبات متوسطة (على سبيل المثال، F800، F1000): لإزالة الخدوش التي خلفتها الحبيبات الخشنة.
الحبيبات الدقيقة (على سبيل المثال، F1200، F1500): لإنشاء سطح أملس وشفاف إلى حد ما مع خدوش دقيقة للغاية، مما يجعله جاهزًا للتلميع النهائي.
2. تطبيق محدود: التلميع الدقيق
بينما يُمكن استخدام درجات دقيقة جدًا من كربيد السيليكون الأخضر (مثل W7 وW5) للتلميع الأولي، إلا أنه أقل شيوعًا للحصول على تشطيب بصري حقيقي. قد يُخلّف القطع الميكانيكي لكربيد السيليكون، حتى في الأحجام الدقيقة، “ضبابًا” مجهريًا أو تلفًا تحت السطح.
مقارنة مع مواد تلميع الزجاج الشائعة الأخرى
| كاشط | صلابة | الآلية الأساسية | الأفضل لـ | الإيجابيات والسلبيات |
|---|---|---|---|---|
| كربيد السيليكون الأخضر | 9.5 | القطع الدقيق الميكانيكي | التداخل والحواف | الإيجابيات: قطع سريع جدًا، واقتصادي لإزالة المخزون. السلبيات: قد يُخلّف أضرارًا تحت السطح. |
| أكسيد السيريوم (CeO₂) | ~6-7 | التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) | التلميع البصري النهائي | الإيجابيات: يُنتج وضوحًا وشفافية استثنائيين، خاليين من الخدوش. السلبيات: أبطأ، أغلى ثمنًا. |
| أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃) | 9.0 | القطع الدقيق الميكانيكي | التدحرج العام | الإيجابيات: أكثر نعومة وأقل عرضة للتسبب بخدوش عميقة من كربيد السيليكون. السلبيات: كفاءة قطع أقل، وتآكل أسرع. |
| الماس | 10 | القطع الدقيق الميكانيكي | المواد الصلبة، الصقل السريع | الإيجابيات: أقوى وأكثر أدوات القطع عدوانية. السلبيات: غالي الثمن، وقد يُسبب خدوشًا عميقة إذا لم يُسيطر عليه. |
مزايا وعيوب استخدام كربيد السيليكون الأخضر في تلميع الزجاج
المزايا:
كفاءة عالية: يقطع الزجاج بسرعة كبيرة، مما يجعله مثاليًا لإزالة المخزون.
فعّال من حيث التكلفة: يوفر توازنًا ممتازًا بين الأداء والسعر لمرحلة التجهيز.
أداء ثابت: تحافظ الطبيعة ذاتية الشحذ على معدل قطع ثابت.
توفر واسع: يأتي في مجموعة واسعة من أحجام الحصى القياسية.
أفضل ممارسات التطبيق
تحديد حجم الحبيبات المتتالية: احرص دائمًا على استخدام الحبيبات المتتالية (مثلًا: ٤٠٠ -> ٦٠٠ -> ١٠٠٠). سيؤدي تخطي الخطوات إلى ترك خدوش عميقة تستغرق وقتًا طويلاً لإزالتها.
الاتساق المناسب للخليط: يضمن الخليط الممزوج جيدًا القطع المتساوي ويمنع المسحوق من الاستقرار.
الضغط والسرعة: يُعدّ الضغط وسرعة الدوران الأمثلان أمرًا بالغ الأهمية. فالضغط الزائد قد يُسبب تشققًا، بينما يؤدي نقصه إلى بطء المعالجة.
النظافة: يعد التنظيف الشامل لقطعة العمل والمعدات بين كل تغيير للحصى أمرًا ضروريًا لمنع التلوث من الحبوب الضالة الأكبر حجمًا.