Weißes, geschmolzenes Aluminiumoxid-Mikropulver ist ein erstklassiges , halbfestes Schleifmittel zum Läppen, das aufgrund seiner ausgewogenen Leistung bei der präzisen Oberflächenbearbeitung weithin geschätzt wird.
| Typische chemische Zusammensetzung | |
| AL2O3 | 99,3 % min |
| SiO2 | 0,06 % |
| Na2O | 0,3 % max |
| Fe2O3 | 0,05 % max |
| Hoch | 0,04 % max |
| MgO | 0,01 % max |
| K2O | 0,02#max |
| Typische physikalische Eigenschaften | |
| Härte: | Mohshärte: 9,0 |
| Maximale Betriebstemperatur: | 1900 ℃ |
| Schmelzpunkt: | 2250 ℃ |
| Spezifisches Gewicht: | 3,95 g/cm³ |
| Volumendichte | 3,6 g/cm³ |
| Schüttdichte (LPD): | 1,75–1,95 g/cm³ |
| Farbe: | Weiß |
| Partikelform: | Angular |
| Verfügbare Größe: | |
| FÜTTERN | F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500 |
| ER | 240# 280# 320# 360# 400# 500# 600# 700# 800# 1000# 1200# 1500# 2000# 2500# 3000# 4000# 6000# 8000# 10000# |
1. Eigenschaften als Läppmedien
Die Wirksamkeit des WFA-Mikropulvers beruht auf seinen intrinsischen physikalischen und chemischen Eigenschaften:
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Hohe Härte (Mohs 9,0): Hart genug, um eine breite Palette von Materialien, einschließlich Metalle, Keramik, Glas und Hartkunststoffe, effizient abzuschleifen, aber im Allgemeinen nicht so hart, dass es wie Diamant bei unsachgemäßer Verwendung zu übermäßigen Schäden unter der Oberfläche führen könnte.
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Hohe Reinheit und chemische Inertheit: Mit einem Al₂O₃-Gehalt von ≥ 99 % führt es zu minimalen Verunreinigungen. Dies ist entscheidend für Anwendungen in der Halbleiter-, Optik- und anderen Reinststoffindustrien. Es ist sowohl in wasser- als auch in ölbasierenden Suspensionen stabil.
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Kontrollierte, blockartige/kantige Morphologie: Das Mikropulver wird gezielt verarbeitet (zerkleinert und gemahlen), um eine blockartige oder scharfkantige Form zu erhalten . Diese zahlreichen Schneidkanten gewährleisten hohe und gleichmäßige Abtragsraten.
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Gezielte Sprödigkeit: Dies ist ein entscheidender Vorteil. Unter hohem Druck brechen die WFA-Körner und legen so neue, scharfe Kanten frei. Diese selbstschärfende Eigenschaft trägt zu einer gleichmäßigen Schnittgeschwindigkeit bei und verhindert, dass die Körner zu stumpf werden und verglasen, was zu Verbrennungen oder einer unsauberen Oberflächenbeschaffenheit führen kann.
2. Anwendungsgebiete
WFA-Mikropulver ist vielseitig einsetzbar und wird zum Läppen und Polieren verwendet:
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Metalle: Edelstahl, Werkzeugstähle, Kohlenstoffstahl, Gusseisen, Kupfer und Aluminiumlegierungen.
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Keramik: Strukturkeramik, Aluminiumoxidsubstrate, Zirkonoxid usw.
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Glas & Optik: Linsen, Prismen, Displayglas und andere optische Komponenten, bei denen vor dem abschließenden Polieren eine feine Oberflächenbearbeitung erforderlich ist.
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Halbleiter: Siliziumwafer (hauptsächlich in den Phasen der Rückseitenverdünnung und des Grobpolierens) und andere Substratmaterialien.
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Harte Kunststoffe und Verbundwerkstoffe.
3. Kritische technische Parameter für die Auswahl
Die Wahl des richtigen WFA-Mikropulvers ist entscheidend und hängt von mehreren Spezifikationen ab:
| Parameter | Beschreibung | Bedeutung |
|---|---|---|
| Korngröße (Partikelgröße) | Gemessen in Mikrometern (µm) oder als „FEPA F“- oder „JIS“-Standardklasse (z. B. F800, F1200). | Die Oberflächenbeschaffenheit wird direkt bestimmt. Grobes Schleifmittel (z. B. 60 µm) trägt Material schnell ab, hinterlässt aber tiefe Kratzer. Feines Schleifmittel (z. B. 3 µm) erzeugt eine deutlich glattere Oberfläche, trägt aber Material langsamer ab. Ein mehrstufiges Verfahren von grob zu fein ist üblich. |
| Partikelgrößenverteilung | Die Bandbreite der Partikelgrößen innerhalb einer einzelnen „Grit“-Bezeichnung. | Eine enge, präzise Partikelgrößenverteilung ist entscheidend für gleichmäßiges, präzises Kratzen und vorhersagbare Oberflächenbeschaffenheit. Bei einer breiten Verteilung verursachen große Partikel tiefe Kratzer, während kleine Partikel kaum Wirkung zeigen. |
| Chemie (Reinheit) | Der prozentuale Anteil von Al₂O₃ und die Gehalte an Verunreinigungen wie SiO₂, Fe₂O₃. | Eine hohe Reinheit (99%+) ist unerlässlich für Anwendungen, bei denen Oberflächenverunreinigungen vermieden werden müssen (z. B. Siliziumwafer, kritische Metallkomponenten). |
| Magnetischer Inhalt | Die Menge an ferromagnetischen Verunreinigungen. | Für Anwendungen in der Halbleiterindustrie und der Präzisionsoptik ist ein niedriger Magnetgehalt zwingend erforderlich, um Verunreinigungen und Defekte zu vermeiden. |
4. Läppprozess und Schlammherstellung
Das Mikropulver wird nicht trocken verwendet, sondern zu einer Suspension vermischt :
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Suspensionsformulierung: Das WFA-Mikropulver wird in einer Trägerflüssigkeit (typischerweise Wasser oder einem Spezialöl) dispergiert.
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Zusatzstoffe: Die Suspension enthält häufig:
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Dispergiermittel: Um ein Verklumpen und Absetzen der Partikel zu verhindern und so eine stabile, homogene Mischung zu gewährleisten.
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pH-Modifikatoren: Zur Kontrolle des chemischen Milieus, das die Abtragsrate und die Oberflächenchemie des Werkstücks beeinflussen kann.
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Korrosionsinhibitoren: Besonders wichtig beim Läppen von Eisenmetallen, um Rost zu verhindern.
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Anwendung: Die Suspension wird auf die Läppplatte der Läppmaschine (typischerweise aus Gusseisen, Zinn oder Kupfer) aufgetragen.
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Läppvorgang: Das Werkstück wird gegen die rotierende Platte gepresst. Die WFA-Partikel werden zwischen Platte und Werkstück eingeschlossen, rollen und gleiten, wodurch ein Mikroschneidvorgang ausgeführt wird. Dies führt zu Materialabtrag und erzeugt eine extrem ebene Oberfläche.
5. Vorteile gegenüber anderen Schleifmitteln
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Im Vergleich zu Siliziumkarbid (SiC): SiC ist härter und schärfer und ermöglicht dadurch höhere Abtragsraten. WFA ist jedoch zäher und haltbarer , was zu einer längeren Standzeit der Schleifsuspension und oft zu einer besseren Oberflächengüte bei gleicher Korngröße führt. Es wird im Allgemeinen für feinere Schlichtbearbeitungsschritte bevorzugt.
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Im Vergleich zu Diamant: Diamant ist das härteste und aggressivste Schleifmittel. WFA ist deutlich günstiger und verursacht seltener tiefe Untergrundschäden, wodurch es sich ideal für den Materialabtrag und Zwischenbearbeitungsschritte eignet, bei denen die extremen Kosten von Diamant nicht gerechtfertigt sind.
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Ceroxid (CeO₂) / Kolloidales Siliciumdioxid: Hierbei handelt es sich um „superfeine“ Polierpasten , die primär chemisch-mechanisch wirken. WFA ist ein mechanisches Schleifmittel, das in den Läppschritten vor dem abschließenden chemisch-mechanischen Polieren (CMP) eingesetzt wird. Es dient der Erzielung von Planheit und der Beseitigung größerer Defekte.