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Polvo de pulido Al2O3: Guía técnica para uso industrial y de laboratorio
Introducción
En los trabajos de pulido, ya se trate de ajustar el espejo de un telescopio a la tolerancia óptica o de limpiar un implante ortopédico de titanio, el polvo de pulido de óxido de aluminio es un elemento básico. Conocido químicamente como Al2O3, este abrasivo cerámico se presenta en múltiples grados y fases. La elección correcta puede suponer la diferencia entre un acabado uniforme y brillante y una superficie plagada de microralladuras.
Selección de la fase cristalina
Dos formas de cristal dominan el uso en pulido:
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α-Al2O3(alfa-alúmina): Estructura corindón densa, dureza próxima al zafiro. Estable al calor y a las tensiones mecánicas, por lo que se adapta bien al vidrio, los metales duros y la cerámica.
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γ-Al2O3(alúmina gamma): Más blando, más friable. Se descompone durante el uso, lo que puede ayudar a conseguir un acabado más fino en metales más blandos o compuestos poliméricos.
La fase no es sólo una curiosidad de laboratorio: afecta directamente a la velocidad de corte, al comportamiento de la pasta y a la rugosidad final que obtendrá.
Tamaño de partícula y adaptación a la aplicación
La industria trabaja a menudo con tamaños de partícula de 5 µm a 0,05 µm. Por ejemplo
| Tamaño nominal | Uso común | Ejemplo Materiales | Aprox. Ra Resultado |
|---|---|---|---|
| 5 µm | Prepulido, eliminación de arañazos | Acero inoxidable, latón | ~0,3-0,4 µm |
| 1 µm | Intermedio | Vidrio, circonio | ~50-100 nm |
| 0,05 µm | Acabado final | Placas ópticas, obleas semiconductoras | <10 nm |
Una secuencia óptica de tres pasos podría ir de 3 µm → 1 µm → 0,05 µm, con cambios de almohadilla entre etapas. Saltarse un paso intermedio suele costar más tiempo del que ahorra.
Preparación de la pasta y control del proceso
Para la mayoría de las configuraciones de pulido:
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Concentración: 5-20 % en peso de polvo de Al2O3 en agua desionizada.
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pH: Neutro para cerámica y vidrio; ligeramente ácido (pH 4-6) para metales propensos a la oxidación.
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Elección de la almohadilla: Fieltro o poliuretano para sustratos quebradizos; tela tejida para metales dúctiles.
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Presión: Alrededor de 20-80 kPa para piezas delicadas; hasta 150 kPa para arranque de material pesado.
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Rotación: La velocidad típica de la platina es de 30-90 rpm; mayor riesgo de sobrecalentamiento de piezas finas.
Algunos talleres de óptica utilizan la verificación del tamaño de partícula ASTM E112 antes de cargar una vuelta de pulido para asegurarse de que no entra en el proceso ningún grano de tamaño excesivo.
Notas de aplicación
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Metales: Para el acabado de acero inoxidable, γ-Al2O3 a 3 µm seguido de α-Al2O3 a 1 µm funciona bien. Evite la lechada alcalina en aleaciones de aluminio para evitar el grabado de la superficie.
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Vidrio y óptica: Utilizar α-Al2O3 con lechada filtrada (filtración de 0,2 µm) para evitar arañazos aleatorios. Mantener el trabajo a menos de 30 °C para evitar distorsiones térmicas.
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Cerámicas: El flujo continuo de lechada evita el calentamiento localizado y las microfisuras en piezas de alúmina o circonio.
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Semiconductores: El α-Al2O3 de pureza ultra alta (>99,99%), a menudo en grado de 0,05 µm, es estándar para la planarización final de obleas.
Resolución de problemas comunes
| Síntoma | Posible causa | Ajuste |
|---|---|---|
| Arañazo profundo aleatorio | Contaminación por partículas de gran tamaño | Lodos de filtración; limpiar la almohadilla |
| Superficie brumosa | Cristalización o pulido excesivo del tampón | Limpiar el tampón; acortar el ciclo |
| Brillo desigual | Mala distribución de la pasta | Pre-remojo de la almohadilla; ajuste de la velocidad de alimentación |
| Desgaste excesivo de la almohadilla | Presión excesiva | Reducir la carga; adaptar la almohadilla al material |
Seguridad y almacenamiento
Aunque la cerámica de alúmina es inerte, su fino polvo puede irritar las vías respiratorias. Trabaje con extracción o utilice una mascarilla para partículas. Para el pulido de alta pureza, almacenar el polvo en recipientes sellados con desecante - el Al2O3 absorberá la humedad ambiental con el tiempo, cambiando el comportamiento de la pasta.
Observaciones finales
Elegir el polvo de pulido de óxido de aluminio adecuado no consiste sólo en escoger un tamaño de grano de un catálogo. La fase cristalina, la distribución de partículas, la pureza y los parámetros del proceso contribuyen a la superficie final. En trabajos exigentes -planos ópticos, dispositivos médicos de precisión, obleas de semiconductores- esos detalles deciden si la pieza cumple las especificaciones.
Si necesita polvo de Al2O3 consistente y de gran pureza con especificaciones verificadas, Stanford Advanced Materials suministra múltiples grados adaptados tanto para el pulido a escala de laboratorio como de producción. Nuestro equipo técnico puede adaptar las características del polvo a su proceso exacto, ayudándole a alcanzar sus objetivos de acabado superficial más rápidamente y con menos rechazos.
Chin Trento
