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Carbeto de silício verde para polimento de vidro ótico

1. Propriedades do Carbeto de Silício Verde

O carboneto de silício verde apresenta uma pureza superior a 98,5% e uma dureza de 9,3 na escala de Mohs, sendo mais duro que o vidro ótico, o que lhe confere uma poderosa capacidade de corte. Apresenta ainda a propriedade de autoafiação: quando as arestas das partículas se desgastam, formam-se espontaneamente novas arestas de corte afiadas, aumentando significativamente a eficiência do processo.
O carboneto de silício verde apresenta uma elevada condutividade térmica, dissipando rapidamente o calor gerado durante a retificação. Isto evita a deformação térmica, a formação de cavidades na superfície e o embaciamento do vidro ótico induzidos pelo calor da retificação.
Possui propriedades químicas estáveis, com resistência tanto a ácidos como a álcalis, sendo classificado como uma substância inerte. Não corrói revestimentos óticos ou substratos de vidro durante a retificação.

Processo de produção de carboneto de silício verde

Triturar lingotes de carboneto de silício verde → Adicionar ácido oxálico para decapagem, de modo a remover as impurezas de ferro → Classificação hidráulica sob pressão de água controlada → Sedimentação após classificação → Secagem → Peneiração solta.
O carboneto de silício verde, decapado e classificado hidraulicamente, proporciona uma distribuição granulométrica estreita, isenta de grãos grosseiros em excesso. Isto reduz eficazmente os defeitos de riscos no vidro ótico e melhora o rendimento do produto final.

2. Tipos comuns de carboneto de silício verde para a retificação de vidro ótico

O processamento do vidro ótico divide-se em três etapas: desbaste, moagem intermédia e polimento fino.

  1. Granulometrias para desbaste: GC #240, #320, #400

    Estes grãos grossos eliminam as marcas de corte, rebarbas e lascas nas extremidades do vidro ótico.

    Tamanho das partículas D50: 20~35 μm. As peças de vidro cortadas apresentam frequentemente superfícies irregulares, marcas de corte profundas e arestas fissuradas. O pó de carboneto de silício verde grosso remove estes defeitos de forma eficiente através de uma retificação húmida com placas de lapidação de ferro fundido, ideal para a maquinação de desbaste de peças de lentes e prismas.

  2. Granulometrias médias: GC #600, #800, #1000

    A desbaste médio remove os riscos profundos deixados pelo desbaste grosso.

    Tamanho das partículas D50: 11~20μm. Este é o processo principal para a produção em massa de lentes óticas, equilibrando a taxa de remoção de material e a rugosidade da superfície.

  3. Desbaste fino / Pré-polimento (refinar a textura da superfície para preparar as peças para o polimento final com óxido de cério)

    Granulometrias aplicáveis: #1500 / #2000 / #2500

    Tamanho das partículas D50: 3~7 μm. Estabelece a base para o acabamento espelhado de lentes óticas, sendo adequado para peças de vidro que exijam superfícies espelhadas ultralisas.

Norma Europeia F230 F240 F280 F320 F360 F400 F500 F600 F800 F1000 F1200 F1500 F2000
Padrão Japonês #240 #280 #320 #360 #400 #500 #600 #700 #800 #1000 #1200 #1500 #2000 #2500 #3000 #4000 #6000 #8000 #10000
  Distribuição granulométrica dos macrogrânulos padrão JIS
Tamanho D0(um) D3(um) D50(um) 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
RAÇÃO PADRÃO
Tamanho D3(um) D50(um) 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. Comparação de desempenho: Carbeto de silício verde vs. Alumina fundida branca vs. Óxido de cério para polimento de vidro ótico

Abrasivo Dureza de Mohs Cenários de aplicação Vantagens e desvantagens
Carbeto de silício verde (GC) 9.3 Desbaste, pré-polimento médio e fino de vidro ótico duro e sílica fundida. Vantagens: Maior taxa de remoção de material, excelente dissipação de calor.

Desvantagens: Não é adequado para polimento final espelhado, deixa uma textura relativamente áspera.
Alumina fundida branca (WA) 9.0 Moagem média de vidro macio e comum Vantagens: Alta resistência

Desvantagens: Velocidade de corte lenta, propensão para a acumulação de calor, baixa eficiência em vidros duros.
Óxido de cério (CeO₂) 7~8 Polimento final espelhado de ultraprecisão Vantagens: Produz uma superfície ultralisa à nanoescala

Desvantagens: Fraca força de corte, utilizada apenas para processos de acabamento.

4. Tipos de vidro ótico adequados para a retificação de carbeto de silício verde

  • Vidro óptico duro: vidro borossilicato, sílica fundida, lentes ópticas UV, placas ópticas, janelas ópticas.
  • Componentes óticos convencionais: lentes de câmaras, prismas de microscópios, lentes de telescópios, filtros óticos, desbaste de pré-formas de fibra ótica.
  • Cristais frágeis especiais: Tratamento de pré-retificação para substratos de safira e cerâmicas piezoelétricas.
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