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Grünes Siliciumcarbid zum Polieren von optischem Glas

1. Eigenschaften von grünem Siliciumcarbid

Grünes Siliciumcarbid weist eine Reinheit von über 98,5 % und eine Mohs-Härte von 9,3 auf und ist damit härter als optisches Glas, was ihm eine hohe Schneidleistung verleiht. Es zeichnet sich durch Selbstschärfung aus: Sobald die Kanten der Partikel abgenutzt sind, bilden sich spontan neue, scharfe Schneidkanten, wodurch die Bearbeitungseffizienz deutlich gesteigert wird.
Grünes Siliciumcarbid zeichnet sich durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit aus, wodurch die beim Schleifen entstehende Wärme schnell abgeführt wird. Dies verhindert thermische Verformung, Oberflächenporen und Trübungen des optischen Glases durch die Schleifhitze.
Es besitzt stabile chemische Eigenschaften und ist beständig gegen Säuren und Laugen; es wird als inerte Substanz eingestuft. Es korrodiert weder optische Beschichtungen noch Glassubstrate beim Schleifen.

Herstellungsprozess von grünem Siliciumcarbid

Grüne Siliciumcarbid-Barren zerkleinern → Oxalsäure zum Beizen hinzufügen, um Eisenverunreinigungen zu entfernen → Hydraulische Klassierung unter kontrolliertem Wasserdruck → Sedimentation nach der Klassierung → Trocknen → Sieben.
Gebeiztes und hydraulisch klassiertes grünes Siliciumcarbid weist eine enge Partikelgrößenverteilung ohne übergroße Grobkörner auf. Es reduziert effektiv Kratzer auf optischem Glas und verbessert die Ausbeute des Endprodukts.

2. Gängige Sorten von grünem Siliciumcarbid zum Schleifen von optischem Glas

Die Bearbeitung von optischem Glas wird in drei Stufen unterteilt: Grobschleifen, Mittelschleifen und Feinschleifen.

  1. Grobschleifkorngrößen: GC #240, #320, #400

    Diese groben Körnungen beseitigen Schnittspuren, Grate und Kantenausbrüche an optischem Glas.

    D50-Partikelgröße: 20–35 µm. Geschnittene Glasrohlinge weisen oft unebene Oberflächen, tiefe Schnittspuren und Risse an den Kanten auf. Grobes grünes Siliciumcarbidpulver entfernt solche Defekte effizient durch Nassschleifen mit Läppplatten aus Gusseisen und eignet sich ideal für die Schruppbearbeitung von Linsen- und Prismenrohlingen.

  2. Mittlere Mahlgrade: GC #600, #800, #1000

    Mittleres Schleifen entfernt tiefe Kratzer, die beim Grobschleifen entstanden sind.

    D50-Partikelgröße: 11–20 μm. Dies ist das gängige Verfahren zur Massenproduktion von optischen Linsen, bei dem ein Gleichgewicht zwischen Materialabtragsrate und Oberflächenrauheit angestrebt wird.

  3. Feinschleifen / Vorpolieren (Verfeinerung der Oberflächenstruktur zur Vorbereitung der Werkstücke auf das abschließende Polieren mit Ceroxid)

    Geeignete Körnungen: #1500 / #2000 / #2500

    D50-Partikelgröße: 3–7 μm. Es bildet die Grundlage für die Spiegelglanzpolitur optischer Linsen und eignet sich für Glasteile, die ultra-glatte Spiegeloberflächen erfordern.

Europäischer Standard F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500 F2000
Japanischer Standard #240 #280 #320 #360 #400 #500 #600 #700 #800 #1000 #1200 #1500 #2000 #2500 #3000 #4000 #6000 #8000 #10000
  JIS-Standard-Makrogrit-Partikelgrößenverteilung
Größe D0(um) D3(um) D50 (eins) D94(um)
#240 ≤127 ≤103 57,0±3,0 ≥40
#280 ≤112 ≤87 48,0±3,0 ≥33
#320 ≤98 ≤74 40,0±2,5 ≥27
#360 ≤86 ≤66 35,0 ± 2,0 ≥23
#400 ≤75 ≤58 30,0 ± 2,0 ≥20
#500 ≤63 ≤50 25,0 ± 2,0 ≥16
#600 ≤53 ≤41 20,0±1,5 ≥13
#700 ≤45 ≤37 17,0±1,5 ≥11
#800 ≤38 ≤31 14,0±1,0 ≥9,0
#1000 ≤32 ≤27 11,5±1,0 ≥7,0
#1200 ≤27 ≤23 9,5±0,8 ≥5,5
#1500 ≤23 ≤20 8,0±0,6 ≥4,5
#2000 ≤19 ≤17 6,7±0,6 ≥4,0
#2500 ≤16 ≤14 5,5 ± 0,5 ≥3,0
#3000 ≤13 ≤11 4,0±0,5 ≥2,0
#4000 ≤11 ≤8,0 3,0 ± 0,4 ≥1,8
#6000 ≤8,0 ≤5,0 2,0 ± 0,4 ≥0,8
#8000 ≤6,0 ≤3,5 1,2 ± 0,3 ≥0,6
STANDARDZUFUHR
Größe D3(um) D50 (eins) D94(um)
F230 ≤103 57,0±3,0 ≥40
F240 ≤87 48,0±3,0 ≥33
F280 ≤74 40,0±2,5 ≥27
F320 ≤66 35,0 ± 2,0 ≥23
F360 ≤58 30,0 ± 2,0 ≥20
F400 ≤50 25,0 ± 2,0 ≥16
F500 ≤41 20,0±1,5 ≥13
F600 ≤37 17,0±1,5 ≥11
F800 ≤31 14,0±1,0 ≥9,0
F1000 ≤27 11,5±1,0 ≥7,0
F1200 ≤23 9,5±0,8 ≥5,5
F1500 ≤20 8,0±0,6 ≥4,5
F2000 ≤17 6,7±0,6 ≥4,0

3. Leistungsvergleich: Grünes Siliciumcarbid vs. weißes Schmelzaluminiumoxid vs. Ceroxid für das Polieren von optischem Glas

Schleifmittel Mohs-Härte Anwendungsszenarien Vorteile und Nachteile
Grünes Siliciumcarbid (GC) 9.3 Grobschleifen, mittleres und feines Vorpolieren von hartem optischem Glas und Quarzglas Vorteile: Höchste Materialabtragsrate, ausgezeichnete Wärmeableitung

Nachteile: Nicht geeignet für die abschließende Spiegelpolitur, hinterlässt eine relativ grobe Textur
Weißes Schmelzaluminiumoxid (WA) 9.0 Mittlerer Mahlgrad von weichem und normalem Glas Vorteile: Hohe Zähigkeit

Nachteile: Langsame Schnittgeschwindigkeit, Neigung zu Wärmestau, geringe Effizienz bei Hartglas
Ceroxid (CeO₂) 7–8 Hochpräzise abschließende Spiegelpolitur Vorteile: Erzeugt eine ultra-glatte Oberfläche auf Nanoebene

Nachteile: Geringe Schneidkraft, nur für Endbearbeitungsprozesse geeignet

4. Arten von optischem Glas, die sich für das Schleifen von grünem Siliziumkarbid eignen

  • Optische Hartgläser: Borosilikatglas, Quarzglas, UV-Linsen, optische Planscheiben, optische Fenster
  • Konventionelle optische Komponenten: Kameraobjektive, Mikroskopprismen, Teleskopobjektive, optische Filter, Grobschleifen von Glasfaserrohlingen
  • Spezielle spröde Kristalle: Vorbehandlung von Saphirsubstraten und piezoelektrischen Keramiken vor dem Schleifen
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