De acordo com pt.wedoany.com-Os consumíveis de polimento químico-mecânico (CMP) metalográfico de espectro completo, cobrindo metais, semicondutores e cerâmicas ópticas, desenvolvidos de forma independente pela ChiMingPu, são compostos por suspensão de diamante para desbaste, soluções de polimento fino específicas por material e agentes de limpeza complementares, sendo compatíveis com politrizes metalográficas automáticas e equipamentos de retificação semiautomáticos. O processo CMP integra microcorte mecânico e corrosão química leve para obter superfícies espelhadas livres de danos em escala nanométrica.
A norma GB/T 34895-2017 "Regras Gerais para Exame Metalográfico de Tratamento Térmico" exige que amostras metalográficas estejam livres de riscos, camadas deformadas e resíduos abrasivos. Os métodos tradicionais de preparação geralmente usam uma única solução de polimento para um único material, exigindo que laboratórios estoquem mais de dez tipos de consumíveis; a troca frequente de reagentes ao alternar amostras pode causar reações cruzadas, resultando em corrosão de contorno de grão e manchas turvas na superfície; conjuntos importados de consumíveis de polimento têm longo prazo de aquisição e alto pedido mínimo, tornando o custo de uso elevado para laboratórios de inspeção industrial de pequeno e médio porte.
A suspensão de diamante para desbaste está disponível em tamanhos de partícula de 0,05 a 15 micrômetros, com formulação à base de água que permanece estável por 72 horas em temperatura ambiente, sem separação de fases ou aglomeração, removendo camadas de danos profundos causados por corte a fio e corte com disco abrasivo, reduzindo o tempo de polimento fino subsequente em mais de 30%. Substratos duros ou semiduros, como aço inoxidável, ligas de titânio, cerâmicas, wafers de silício e safira, podem ser pré-polidos uniformemente sem necessidade de troca de reagentes de desbaste por material.
As soluções de polimento fino são divididas em seis formulações especializadas por substrato. A solução de polimento fino CMP para wafers de silício utiliza abrasivo de nano-sílica e sistema tampão fracamente alcalino, compatível com substratos semicondutores de silício de 8/12 polegadas, sem riscos na rede cristalina de silício, com uniformidade estável dentro do wafer, adequada para preparação de amostras metalográficas de encapsulamento de chips e cortes para TEM. A solução de polimento fino CMP para ligas de titânio possui formulação ácida sem cloro com inibidores de corrosão, voltada para ligas de titânio aeroespaciais e materiais de titânio para implantes médicos, alcançando rugosidade superficial Ra não superior a 0,2 nanômetros após o polimento, suprimindo corrosão seletiva de contorno de grão, sem artefatos em caracterizações por luz polarizada e EBSD. A solução de polimento fino CMP para ligas de alumínio possui sistema de alta seletividade oxidativa, compatível com peças fundidas sob pressão de ligas de alumínio para novas energias e substratos de interconexão de alumínio, evitando corrosão excessiva do alumínio macio, revelando porosidade de fundição e contornos de grão, adequada para inspeção de qualidade de componentes leves. A solução de polimento fino CMP para aço inoxidável possui formulação neutra e ecológica, cobrindo amostras de aço inoxidável martensítico e austenítico para moldes e instrumentos cirúrgicos, sem manchas de oxidação iridescentes, permitindo observação de fases precipitadas de carbonetos e microestrutura da zona afetada pelo calor de soldas. A solução de polimento fino CMP para cerâmicas utiliza abrasivo composto de óxido de cério, compatível com substratos cerâmicos de potência de nitreto de alumínio, carboneto de silício e óxido de alumínio, sem lascamento de bordas, voltada para inspeção metalográfica de encapsulamento de semicondutores de terceira geração. A solução de polimento fino CMP para safira utiliza abrasivo ultrafino à base de cério, adequada para substratos de LED e janelas ópticas, sem danos subsuperficiais, permitindo observação de defeitos de rede cristalina sob microscópio de interferência diferencial.
Partículas abrasivas nanométricas residuais após o polimento podem causar pontos pretos na observação microscópica e distorção de sinal em EBSD. A ChiMingPu oferece dois agentes de limpeza complementares, compatíveis com o sistema químico das soluções de polimento da mesma série, sem contaminação secundária. O agente de limpeza para cerâmicas, vidro e safira possui formulação quelante fracamente alcalina, compatível com limpeza ultrassônica e por pulverização, dissolvendo suavemente partículas de óxido de cério e dióxido de silício; o agente de limpeza especial para aço inoxidável possui formulação sem íons cloreto, removendo detritos metálicos de polimento e ceras auxiliares, evitando corrosão durante armazenamento prolongado das amostras.
O processo padronizado de preparação de amostras utiliza equipamento automático de retificação e polimento metalográfico, com velocidade de 100 a 300 r/min e pressão de polimento de 0,1 a 0,5 N/cm². Amostras metálicas são desbastadas com suspensão de diamante de 3 micrômetros por 3 minutos, seguidas de polimento fino com a solução correspondente por 4 a 6 minutos, limpeza ultrassônica com o agente de limpeza da mesma série por 2 minutos e desidratação com etanol; amostras de semicondutores e cerâmicas utilizam suspensão de diamante de 1,5 micrômetros com polimento leve de baixa pressão por 2 minutos, polimento fino com solução especializada em baixa velocidade por 6 a 8 minutos e limpeza por imersão com agente de limpeza óptico especial, evitando manchas de água na superfície de substratos de silício e cerâmicas.
Em termos de sinergia do conjunto, as soluções de polimento e os agentes de limpeza utilizam o mesmo sistema de aditivos, sem floculação ou precipitação entre etapas, evitando manchas turvas e micro riscos, melhorando a nitidez da imagem metalográfica; os abrasivos passam por modificação por revestimento in situ, sem aglomeração no fornecimento circulante, dobrando o intervalo de manutenção dos panos de polimento; uma única marca cobre todos os tipos de amostras, reduzindo compras de múltiplos fornecedores e tempo de ajuste na troca de amostras; toda a linha não contém componentes de metais pesados altamente corrosivos, com dificuldade de tratamento de efluentes menor que a de consumíveis importados, atendendo aos requisitos de gerenciamento de produtos químicos perigosos e inspeção verde em laboratórios.
Este sistema de consumíveis já foi aplicado em laboratórios de inspeção de qualidade de tratamento térmico para análise metalográfica de aços, ligas de titânio-alumínio e microestrutura de soldas; em laboratórios de encapsulamento de semicondutores para cortes metalográficos e análise de orientação EBSD de wafers de silício e substratos cerâmicos de carboneto de silício; em instituições de inspeção óptica de precisão para observação de defeitos em janelas de safira e componentes cerâmicos; e em laboratórios de componentes de novas energias para análise de falhas em carcaças de liga de alumínio e conectores de aço inoxidável. Em comparação com soluções tradicionais de consumíveis dispersos, o tempo de preparação de amostras por lote é reduzido em 35%, a taxa de aprovação de amostras espelhadas em primeira tentativa aumenta de 76% para 98%, e a repetibilidade e estabilidade dos dados de inspeção atendem aos padrões de avaliação do setor. A ChiMingPu continuará otimizando formulações de polimento para semicondutores de banda larga e novos materiais metálicos compostos, expandindo ainda mais a faixa de adaptação de preparação de amostras CMP para amostras especiais.
