1. Kvars keramikasının əsas tərkibi və struktur arxitekturası
1.1 Kristal vs. Birləşdirilmiş silisium: Məhsul sinfinin müəyyən edilməsi
(Şəffaf keramika)
Kvars çiniləri, birləşdirilmiş kvars və ya əridilmiş silisium keramika kimi tanınır, yüksək təmizlikli kristal kvarsdan qaynaqlanan innovativ qeyri-üzvi materiallardır (SiO İKİ) Sıx bir şəkildə inkişaf etdirmək üçün tənzimlənən ərimə və kredit konsolidasiyasından keçir, qeyri-kristal (amorf) və ya qismən kristal keramika çərçivəsi.
Alüminium oksidi və ya sirkon kimi ənənəvi çinilərdən fərqli olaraq, polikristaldır və bir neçə mərhələdən ibarətdir, kvars keramika əsasən tetraedral koordinasiyalı SiO dörd sistemləri şəbəkəsində silikon dioksiddən ibarətdir., üstün kimyəvi təmizlik təmin edir– tez-tez aşır 99.9% SiO ₂.
İnteqrasiya edilmiş kvars və kvars çini arasındakı fərq emaldan asılıdır: əridilmiş kvars adətən mayeləşdirilmiş silisium oksidinin sürətli soyudulması ilə hazırlanmış tamamilə amorf bir şüşədir., kvars çiniləri tənzimlənən kristallaşmanı əhatə edə bilər (devitrifikasiya) və ya mexaniki dayanıqlığı artırılmış incə dənəli polikristal və ya şüşə keramika mikro strukturunu əldə etmək üçün incə kvars tozlarının sinterlənməsi.
Bu hibrid üsul əridilmiş silisiumun termal və kimyəvi dayanıqlığını gücləndirilmiş çat dayanıqlığı və mexaniki yük altında ölçü təhlükəsizliyi ilə birləşdirir..
1.2 Termik və Kimyəvi Sabitlik Mexanizmləri
Ekstremal mühitlərdə kvars çinilərinin müstəsna performansı güclü kovalent Si-dən gəlir– O yüksək rabitə enerjisi ilə üçölçülü şəbəkə yaradan bağlar (~ 452 kJ/mol), termal pisləşməyə və kimyəvi zərbəyə inanılmaz müqavimət göstərir.
Bu məhsullar son dərəcə azaldılmış istilik genişlənmə əmsalı nümayiş etdirir– haqqında 0.55 × 10 ⁻⁶/ 20 aralığında K– 300 ° C– onları termal şoka çox davamlı edir, sürətli temperatur dövriyyəsini əhatə edən tətbiqlərdə kritik bir xüsusiyyət.
Onlar memarlıq bütövlüyünü kriogen temperatur səviyyəsindən saxlayırlar 1200 havada ° C, və inert mühitlərdə daha böyükdür, ətrafında yumşalma başlamazdan əvvəl 1600 ° C.
Kvars keramika əksər turşulara qarşı təsirsizdir, hidroklorik daxil olmaqla, azotlu, və sulfat turşuları, SiO iki şəbəkəsinin təhlükəsizliyinə görə, baxmayaraq ki, onlar yüksək temperatur səviyyələrində hidroflorik turşu və bərk qələvilər tərəfindən hücum riski altındadırlar.
Bu kimyəvi davamlılıq, yüksək elektrik müqaviməti və ultrabənövşəyi ilə birlikdə (UV) açıqlıq, onları yarımkeçirici emalda istifadə üçün əla edir, yüksək temperaturlu sobalar, və ekstremal şəraitə məruz qalan optik sistemlər.
2. İstehsal Prosesləri və Mikrostruktur Nəzarət
( Şəffaf keramika)
2.1 Ərimə, Sinterləmə, və Devitrifikasiya yolları
Kvars keramika istehsalı, tələb olunan qalınlığa və mikro quruluşa nail olmaqla, təmizliyi qorumaq üçün hazırlanmış qabaqcıl istiliklə işləmə üsullarını ehtiva edir..
Ümumi yanaşmalardan biri yüksək təmizlikli kvars qumunun elektrik qövslə əriməsidir, sonra inteqrasiya olunmuş kvars külçələri yaratmaq üçün idarə olunan soyutma, bundan sonra elementlərə emal oluna bilər.
Sinterlənmiş kvars keramika üçün, submikron kvars tozları izostatik itələmə yolu ilə sıxılır və aralarındakı temperatur səviyyələrində sinterlənir 1100 ° C və 1400 ° C, çox taxıl inkişafına və ya mərhələ dəyişikliyinə səbəb olmadan sıxlaşmanı təşviq etmək üçün adətən marjinal maddələrlə.
Emalda əsas maneə devitrifikasiyadan uzaq qalmaqdır– metastabil silisium şüşəsinin birbaşa kristobalit və ya tridimit mərhələlərinə spontan kondensasiyası– mərhələ dəyişiklikləri zamanı həcm dəyişiklikləri səbəbindən termal şok müqavimətinə təhlükə yarada bilər.
İstehsalçılar xüsusi temperatur səviyyəsinə nəzarət edir, sürətli kondisioner dövrləri, və istenmeyen kondensasiyanı aradan qaldırmaq və təhlükəsiz amorf və ya incə dənəli mikro strukturu qorumaq üçün bor və ya titan kimi əlavə maddələr.
2.2 Aşqarların istehsalı və şəbəkəyə yaxın istehsal
Keramika aşqarlarının istehsalında son inkişaflar (AM), xüsusilə stereolitoqrafiya (ŞANTİ ŞƏHƏR) və bağlayıcı püskürtmə, həqiqətən yüksək həndəsi dəqiqliklə mürəkkəb kvars keramika hissələrinin qurulmasına imkan verdi.
Bu prosedurlarda, silisium nanohissəcikləri işığa həssas materialda saxlanılır və ya təbəqə-lay-seçimlə bağlanır., tam sıxlaşmaya nail olmaq üçün sökülmə və yüksək temperaturda sinterləmə yolu ilə yerinə yetirilir.
Bu yanaşma məhsul tullantılarını minimuma endirir və mürəkkəb həndəsələrin yaradılmasına imkan verir– maye kanallar kimi, optik boşluqlar, və ya isti dəyişdirici komponentləri– standart emal ilə əldə etmək çətin və ya çətin olan.
Post-emal texnikası, kimyəvi buxar infiltrasiyasından ibarətdir (CVI) və ya sol-gel bitirmə, vaxtaşırı təhlükəsiz səth məsaməliliyinə qoyulur və mexaniki və ekoloji möhkəmliyi yaxşılaşdırır.
Bu irəliləyişlər kvars keramikasının mikro-elektromexaniki sistemlərdə tətbiq sahəsini artırır. (MEMS), lab-on-a-chip alətləri, və fərdiləşdirilmiş yüksək temperatur qurğuları.
3. Ekstremal Mühitlərdə Faydalı Xüsusiyyətlər və Effektivlik
3.1 Optik Şəffaflıq və Dielektrik Vərdişlər
Kvars keramika xüsusi optik evlər nümayiş etdirir, ultrabənövşəyi şüalarda yüksək ötürücülük də daxil olmaqla, nəzərə çarpan, və yaxın infraqırmızı spektr (~dan 180 nm üçün 2500 nm), onları UV litoqrafiyasında mühüm əhəmiyyət kəsb edir, lazer sistemləri, və kosmosa əsaslanan optika.
Bu açıqlıq UV-görünən massivdə elektron bant keçidlərinin olmaması və homojenlik və aşağı gözeneklilik nəticəsində çox az səpilmə nəticəsində yaranır..
Bundan əlavə, onların əla dielektrik binaları var, aşağı dielektrik sabiti ilə (~ 3.8 saat 1 MHz) və çox az dielektrik itkisi, onların yüksək tezlikli və yüksək güclü rəqəmsal sistemlərdə qoruyucu elementlər kimi istifadəsinə imkan verir, radar dalğa qurğuları və plazma reaktorları kimi.
Onların yüksək temperatur səviyyələrində elektrik izolyasiyasını saxlamaq qabiliyyəti elektrik mühitlərində axtarılan bütövlüyü daha yaxşı artırır.
3.2 Mexanik hərəkətlər və uzunmüddətli dayanıqlıq
Yüksək kövrəkliyinə baxmayaraq– çinilər arasında ümumi keyfiyyət– kvars çiniləri əla mexaniki möhkəmlik nümayiş etdirir (qədər əyilmə dözümlülüyü 100 MPa) və yüksək temperaturda müstəsna sürünmə müqaviməti.
Onların möhkəmliyi (təxminən 5.5– 6.5 Mohs şkalası üzrə) səth sahəsinin aşınmasına müqavimət göstərir, Baxmayaraq ki, səthi problemlərdən yaranan zədələnmənin və ya parçalanmanın qarşısını almaq üçün müalicə zamanı müalicə aparılmalıdır.
Ekoloji möhkəmlik əlavə həyati üstünlükdür: kvars çiniləri tozsoranda kəskin qaz çıxmır, radiasiya zərərinə müqavimət göstərin, və istilik dövriyyəsi və kimyəvi parametrlərə uzun müddət məruz qalma zamanı ölçü təhlükəsizliyini qoruyun.
Bu, onları yarımkeçirici istehsal kameralarında üstünlük verilən məhsullara çevirir, aerokosmik sensorlar, and nuclear instrumentation where contamination and failing must be decreased.
4. Sənaye, Scientific, and Arising Technical Applications
4.1 Semiconductor and Photovoltaic Manufacturing Solutions
In the semiconductor industry, quartz porcelains are ubiquitous in wafer handling tools, including heating system tubes, bell jars, susceptors, and shower heads made use of in chemical vapor deposition (CVD) and plasma etching.
Their purity protects against metal contamination of silicon wafers, while their thermal security makes certain uniform temperature distribution throughout high-temperature processing actions.
In photovoltaic or pv manufacturing, quartz components are used in diffusion heaters and annealing systems for solar battery production, where constant thermal accounts and chemical inertness are essential for high return and effectiveness.
Daha böyük vaflilərə və daha yüksək ötürmə qabiliyyətinə olan ehtiyac, həqiqətən, artırılmış homojenliyə və minimuma endirilmiş qüsur qalınlığına malik ultra-böyük kvars keramika strukturlarının inkişafına təkan verdi..
4.2 Aerokosmik, Müdafiə, və Kvant Müasir Texnologiyanın Assimilyasiyası
Sənaye rəftarından kənar, kvars çiniləri raket dəstəyi pəncərələri kimi aerokosmik tətbiqlərdə istifadə olunur, infraqırmızı günbəzlər, və həddindən artıq istilik qradiyenti və aerodinamik gərginliyə tab gətirmək qabiliyyəti nəticəsində avtomobil hissələrinin yenidən daxil olması.
Mühafizə sistemlərində, onların radar və mikrodalğalı tezliklərə açıq olması onları radomlar və sensor korpusları üçün uyğun edir.
Daha yaxınlarda, kvars keramika həqiqətən kvant innovasiyalarında vəzifələr yerləşdirmişdir, həssas optik diş çürükləri üçün ultra aşağı istilik genişlənməsi və yüksək tozsoran uyğunluğu tələb olunduğu yerlərdə, atom tutmaları, və superkeçirici qubit otaqları.
Onların termal sürüşməni minimuma endirmək qabiliyyəti kvant kompüteri və algılama sistemlərində uzun başa düşülmə vaxtları və yüksək ölçmə dəqiqliyi təmin edir..
xülasədə, kvars çiniləri standart çinilər və xüsusi eynəklər arasındakı boşluğu birləşdirən yüksək məhsuldar məhsullar kursunu təmsil edir..
İstilik sabitliyinin misilsiz qarışığı, kimyəvi təsirsizlik, optik şəffaflıq, və elektrik izolyasiyası temperatur səviyyəsinin hüdudlarında işləyən müasir texnologiyalara imkan verir, saflıq, və dəqiqlik.
İstehsal texnologiyaları inkişaf etdikcə və getdikcə daha ekstremal şərtlərə tab gətirmək qabiliyyətinə malik materiallar tələb olunur, kvars keramika yarımkeçirici vaxtından əvvəl təməl funksiyasını yerinə yetirəcək, güc, aerokosmik, və kvant sistemləri.
5. Təchizatçı
Advanced Ceramics oktyabr ayında təsis edilmişdir 17, 2012, tədqiqat və inkişafa sadiq yüksək texnologiyalı bir müəssisədir, istehsal, emal, keramika nisbi material və məmulatlarının satışı və texniki xidmətləri. Məhsullarımıza Bor Karbid Keramika Məhsulları daxildir, lakin bunlarla məhdudlaşmır, Bor Nitridi Keramika Məhsulları, Silikon karbid keramika məhsulları, Silikon Nitrid Keramika Məhsulları, Sirkonium dioksid keramika məhsulları, və s. Əgər maraqlanırsınızsa, zəhmət olmasa bizimlə əlaqə saxlayın.([email protected])
Teqlər: Şəffaf keramika, keramika qab, keramika boru kəmərləri
Bütün məqalələr və şəkillər internetdəndir. Müəllif hüququ ilə bağlı hər hansı problem varsa, silmək üçün vaxtında bizimlə əlaqə saxlayın.
Bizi sorğulayın