Сапфир (Al₂O₃, 9 по Моосу), плавлённое кварцевое стекло, флинт (высокопреломляющее) и ИК-окна из германия — материалы, которые нельзя полировать традиционными оксидами. Оксид церия работает только на мягком стекле (боросиликат, 5–6 Мооса), оксид алюминия и диоксид кремния в 2–4 раза мягче сапфира — они просто «трутся в воздухе» и не снимают материал. Физика простая: абразив должен быть твёрже обрабатываемого материала. Единственный доступный промышленный абразив твёрже сапфира — алмаз.
Механизм алмазной доводки
В отличие от шлифования, где зерно в связке работает как резец, при полировке алмазные частицы находятся в свободном состоянии в суспензии или на полировальнике (воск, олово, резина). Они катятся по поверхности, микровдавливаются и снимают слой толщиной в десятые доли микрона за проход.
Три стадии технологического процесса
| Стадия | Зерно | Цель | Целевой Ra |
|---|---|---|---|
| 1. Черновая доводка | W14–W28 | Снятие припуска после алмазной резки | 0.1–0.2 мкм |
| 2. Полудистовая доводка | W3.5–W7 | Удаление рисок от предыдущей стадии | 0.02–0.05 мкм |
| 3. Финишная полировка | М1 / АСМ 0–1 | Зеркальная поверхность без рассеяния | <1 нм |
Типичные дефекты и их причина
Царапины — «пропустили» D97
Самая частая причина параллельных царапин на сапфировой подложке — слишком широкий «хвост» распределения на финишной стадии. Порошок с D50=1 мкм, но D97=4 мкм оставит тонкие, но видимые царапины. Решение — перейти на порошок с D97 ≤ 2 мкм и обязательно промывать суспензию перед сменой стадии.
Матовость — слишком мелкое зерно
Если на финишной стадии взять слишком мелкое зерно (АСМ 0/1), оно не снимает материал, а только пластично деформирует поверхность. Через час полировки деталь становится матовой. Нужно вернуться на 1–2 стадии назад и снять повреждённый слой более крупным зерном.
«Апельсиновая корка» — слишком твёрдый полировальник
Если полировальник из олова или твёрдого асфальта, отдельные крупинки вдавливаются в него слишком глубоко и работают как резцы — поверхность получается рельефной. Решается сменой на мягкий восковой/резино-вой полировальник.
Какой порошок нужен вашему процессу
- Сапфировые подложки LED, часовое стекло → полукруглый М40/М42 на финиш
- Оптика из плавленого кварца (УФ-линзы, зеркала) → острый W7 на получистую, АСМ 0/1 на финиш
- Германиевые и кремниевые ИК-окна → W14 черновая, М28 финиш
DIAMTECH поставляет все типы алмазного микропорошка для оптической доводки — с полным сертификатом D97 и TAPS. Запросите пробную партию и сравните со своим текущим поставщиком.