1. Základní složení a architektonické atributy křemenné keramiky
1.1 Chemická čistota a krystalická až amorfní změna
(Křemenná keramika)
Křemenné porcelány, také nazývaný sloučený oxid křemičitý nebo integrovaný křemen, jsou třídou vysoce účinných, nikoli přírodních produktů pocházejících z oxidu křemičitého (SiO DVA) ve své ultračisté, nekrystalické (amorfní) druh.
Na rozdíl od konvenční keramiky, která se spoléhá na polykrystalické konstrukce, křemenné porcelány se vyznačují naprostou absencí zrnitosti v důsledku jejich lesku, izotropní síť SiO ₄ tetraedrů sousedících v trojrozměrné libovolné síti.
Této amorfní struktury je dosaženo vysokoteplotním tavením přírodních krystalů křemene nebo syntetických prekurzorů oxidu křemičitého., přilnul rychlým ochlazením k zastavení tvorby.
Výsledný produkt obvykle obsahuje přes 99.9% SiO₂, se stopovými znečišťujícími látkami, jako jsou alkalické oceli (To ⁺, K⁺), hliník, a železo udržovalo množství dílů na milion pro ochranu optické čistoty, elektrický odpor, a tepelnou účinnost.
Nedostatek řádu na dlouhé vzdálenosti eliminuje anizotropní akce, vytvoření křemenné keramiky rozměrově stabilní a mechanicky konzistentní ve všech pokynech– zásadní výhoda v aplikacích s přesností.
1.2 Tepelné chování a odolnost vůči tepelnému šoku
Mezi nejvíce specifikující funkce křemenné keramiky patří její mimořádně nízký koeficient tepelné roztažnosti (CTE), normálně kolem 0.55 × 10 ⁻⁶/K mezi 20 °C a 300 °C.
Tento téměř nulový růst vzniká z flexibilního Si– Ó– Úhly vazby Si v amorfní síti, které se při tepelném namáhání přizpůsobí bez poškození, umožňuje, aby výrobek vydržel rychlé úpravy teplotní úrovně, které by jistě popraskaly tradiční porcelán nebo oceli.
Křemenná keramika dokáže vydržet teplotní šoky překonávající 1000 °C, jako je přímé ponoření do vody po zahřátí na zahřáté teplotní úrovně, bez lámání nebo odlupování.
Tato budova je činí důležitými v nastaveních, včetně opakovaných cyklů vytápění a ochlazování, jako jsou topné systémy pro zpracování polovodičů, letecké prvky, a vysoce intenzivní světelné systémy.
Navíc, křemenná keramika udržuje architektonickou poctivost až do teplotních úrovní zhruba 1100 °C v kontinuálním roztoku, s blížícím se přechodným odporem přímé expozice 1600 ° C v inertním prostředí.
( Křemenná keramika)
Minulá odolnost proti tepelným šokům, vykazují vysoké úrovně teploty měknutí (~ 1600 °C )a vynikající odolnost proti odskelnění– i když dlouhodobé přímé vystavení skončilo 1200 ° C může nastartovat tvorbu povrchu přímo do cristobalitu, což může ohrozit mechanickou pevnost kvůli úpravám množství během fázových posunů.
2. Optický, Elektrický, a chemické vlastnosti zařízení z taveného oxidu křemičitého
2.1 Širokopásmová transparentnost a fotonické aplikace
Křemenná keramika je známá pro svou vynikající optickou propustnost v celém velkém strašidelném poli, prodlužující se z hlubokého ultrafialového záření (UV) v ~ 180 nm do blízkého infračerveného záření (A) v ~ 2500 nm.
Tato otevřenost je umožněna nedostatkem nečistot a homogenitou amorfní sítě, což minimalizuje šíření a absorpci světla.
Vysoce čistý syntetický sloučený oxid křemičitý, vznikající plamenovou hydrolýzou chloridů křemíku, dosahuje také vyšší propustnosti UV záření a využívá se v důležitých aplikacích, jako je optika excimerových laserů, fotolitografické čočky, a vesmírné dalekohledy.
Vysoký limit poškození materiálu laserem– odolný proti rozpadu při extrémním pulzním laserovém záření– je ideální pro vysokoenergetické laserové systémy používané v kombinovaném výzkumu a komerčním obrábění.
Navíc, jeho nízká autofluorescence a radiační odolnost zaručují spolehlivost v klinickém přístrojovém vybavení, sestávající ze spektrometrů, UV systémy ošetření, a jaderné sledovací nástroje.
2.2 Dielektrický výkon a chemická inertnost
Z elektrického pohledu, křemenné porcelány jsou výjimečné izolanty s převyšujícím kvantitativním odporem 10 ¹⁸ Ω · centimetry na úrovni vesmírné teploty a dielektrická konstanta zhruba 3.8 na 1 MHz.
Jejich redukovaná tečna dielektrických ztrát (tan 5 < 0.0001) makes certain very little power dissipation in high-frequency and high-voltage applications, making them ideal for microwave home windows, radar domes, and insulating substrates in electronic assemblies.
Tyto budovy zůstávají zabezpečené v širokém teplotním poli, na rozdíl od mnoha polymerů nebo standardních porcelánů, které pod tepelným stresem a úzkostí elektricky slábnou.
Chemicky, křemenné porcelány vykazují působivou inertnost vůči většině kyselin, sestávající z chlorovodíkové, dusičný, a kyseliny sírové, kvůli stabilitě Si– O svazku.
Nicméně, jsou náchylné k napadení kyselinou fluorovodíkovou (HF) a pevná antacida, jako je horký hydroxid sodný, které poškozují Si– Ó– Si síť.
Tato výrazná reaktivita se využívá při mikrovýrobních postupech, kde je vyžadováno řízené leptání integrovaného oxidu křemičitého.
V agresivním komerčním prostředí– jako je manipulace s chemikáliemi, polovodičové mokré lavice, a manipulace s vysoce čistými kapalinami– křemenná keramika funguje jako obložení, pohledové brýle, a součásti reaktoru, kde je třeba snížit kontaminaci.
3. Výrobní procesy a geometrické inženýrství křemenných keramických prvků
3.1 Strategie rozmrazování a formování
Výroba křemenné keramiky zahrnuje četné specializované tavicí postupy, každý je přizpůsoben konkrétní čistotě a požadavkům aplikace.
Tavení elektrickým obloukem využívá vysoce čistý křemenný písek rozmrazený ve vodou chlazeném měděném kelímku ve vakuu nebo inertním plynu, vytváření velkých koulí nebo trubek s vynikajícími tepelnými a mechanickými rezidenčními nebo komerčními vlastnostmi.
Směs plamene, nebo syntéza spalování, znamená spalování chloridu křemičitého (SiCl 4) v požáru vodík-kyslík, přenos jemných úlomků oxidu křemičitého, které se slinují do průhledného předlisku– tento přístup poskytuje nejvyšší optickou vysokou kvalitu a používá se pro syntetický fúzovaný oxid křemičitý.
Plazmové tavení používá jiný průběh, poskytující ultra vysoké teplotní úrovně a zpracování bez kontaminace pro specifické speciální aplikace v letectví a ochraně.
Při roztavení, křemennou keramiku lze tvarovat přesným litím, odstředivý vývoj (pro trubky), nebo CNC obrábění předslinovaných prostorů.
Kvůli jejich křehkosti, obrábění vyžaduje diamantové nástroje a pečlivou kontrolu, aby se zabránilo mikrotrhlinám.
3.2 Přesnost výroby a dokončování plochy
Křemenné keramické komponenty jsou často vyráběny přímo do složitých geometrií, jako jsou kelímky, trubky, tyče, okna, a přizpůsobené izolátory pro polovodiče, sluneční, a laserové sektory.
Rozhodující je rozměrová přesnost, zejména při výrobě polovodičů, kde křemenné susceptory a zvonové nádoby potřebují zachovat přesné umístění a tepelnou harmonii.
Dokončení povrchu hraje zásadní roli v účinnosti; leštěné povrchy snižují rozptyl světla v optických součástech a zmenšují nukleační místa pro odskelnění ve vysokoteplotních aplikacích.
Gravírování pufrovanými HF roztoky může vytvořit regulovaný vzhled plochy povrchu nebo se zbavit poškozených vrstev po obrábění.
Pro ultra vysoký vysavač (UHV) systémy, křemenné porcelány se čistí a vypalují, aby se zbavily povrchově adsorbovaných plynů, zaručující okrajové odplynění a kompatibilitu s jemnými postupy, jako je epitaxe molekulárního paprsku světla (MBE).
4. Průmyslové a vědecké aplikace křemenné keramiky
4.1 Role v polovodičové a fotovoltaické výrobě
Křemenná keramika je základním materiálem při konstrukci integrovaných obvodů a solárních článků, kde fungují jako pecní trubky, oplatková plavidla (susceptory), a difuzní komory.
Jejich schopnost odolávat teplu při oxidaci, snížení, nebo inertní atmosféry– v kombinaci se sníženým kovovým znečištěním– zajišťuje určitou čistotu procesu a výtěžnost.
Po celou dobu chemické depozice par (CVD) nebo tepelnou oxidací, křemenné prvky zachovávají rozměrovou stálost a odolávají deformaci, chrání před poškozením plátku a nevyvážeností.
V solární výrobě, křemenné kelímky se používají k expanzi monokrystalických křemíkových ingotů pomocí Czochralského procesu, kde jejich čistota přímo ovlivňuje elektrickou špičkovou kvalitu posledních solárních článků.
4.2 Použití ve světlech, Aerospace, a analytické přístrojové vybavení
Při vysoce intenzivním výboji (HID) lampy a UV sterilizační systémy, křemenné keramické obaly se skládají z plazmových oblouků při překračujících teplotních úrovních 1000 ° C a přitom účinně propouští UV a viditelné světlo.
Jejich odolnost proti tepelným šokům chrání před selháním během rychlého lehkého zapálení a cyklů uzavření.
V kosmonautice, křemenná keramika se používá v radarových oknech, snímací jednotka nemovitostí, a systémy tepelné obrany kvůli jejich snížené dielektrické konstantě, vysoký poměr pevnosti k hustotě, a bezpečnost při aerotermální zátěži.
V analytické chemii a biologických výzkumech, sloučené žíly oxidu křemičitého jsou nezbytné v plynové chromatografii (GC) a kapilární elektroforéza (CE), kde inertnost povrchu zastavuje adsorpci vzorku a zaručuje přesnou separaci.
Dále, mikrováhy z křemenného krystalu (QCM), které závisí na piezoelektrických rezidenčních vlastnostech krystalického křemene (odlišuje se od sloučeného oxidu křemičitého), používat křemenné porcelány jako ochranné kryty a stínící pomůcky v aplikacích hromadného snímání v reálném čase.
Na závěr, křemenná keramika představuje jedinečný kříženec vysoké tepelné odolnosti, optická otevřenost, a chemická čistota.
Jejich amorfní struktura a vysoký obsah SiO2 umožňují účinnost v atmosférách, kde standardní materiály přestávají fungovat, od srdce polovodičových továren na stranu plochy.
S technologickým pokrokem směrem k vyšším teplotám, lepší přesnost, a čistší postupy, křemenné porcelány budou i nadále fungovat jako klíčový faktor umožňující pokrok napříč vědou a trhem.
Distributor
Pokročilá keramika založena v říjnu 17, 2012, je high-tech podnik zavázaný k výzkumu a vývoji, výroba, zpracování, prodej a technický servis keramických příbuzných materiálů a výrobků. Mezi naše produkty patří mimo jiné keramické produkty z karbidu boru, Keramické výrobky z nitridu boru, Keramické výrobky z karbidu křemíku, Keramické výrobky z nitridu křemíku, Keramické výrobky s oxidem zirkoničitým, atd. Pokud máte zájem, neváhejte nás kontaktovat.([email protected])
Tagy: Křemenná keramika, keramická miska, keramické potrubí
Všechny články a obrázky jsou z internetu. Pokud existují nějaké problémy s autorskými právy, prosím kontaktujte nás včas pro odstranění.
Zeptejte se nás