1. Kvartskeraamika põhikompositsioon ja arhitektuurilised omadused
1.1 Keemiline puhtus ja muutus kristallilisest amorfseks
(Kvartskeraamika)
Kvartsportselanid, likewise called merged silica or integrated quartz, are a class of high-performance not natural products stemmed from silicon dioxide (SiO KAKS) in its ultra-pure, mittekristalliline (amorfne) kind.
Unlike conventional ceramics that rely upon polycrystalline frameworks, quartz porcelains are differentiated by their complete absence of grain limits as a result of their lustrous, isotropic network of SiO ₄ tetrahedra adjoined in a three-dimensional arbitrary network.
See amorfne raamistik saavutatakse looduslike kvartskristallide või sünteetiliste ränidioksiidi prekursorite sulatamisel kõrgel temperatuuril, kinnitub moodustumise peatamiseks kiire jahutamisega.
Saadud toode sisaldab tavaliselt üle 99.9% SiO ₂, saasteainete jälgedega, nagu leelisteras (See ⁺, K⁺), alumiiniumist, ja raud säilitas optilise selguse kaitsmiseks miljondikosa taseme, elektriline takistus, ja termiline efektiivsus.
Pikaajalise korra puudumine välistab anisotroopsed toimed, muutes kvartskeraamika mõõtmetelt püsivaks ja mehaaniliselt ühtlaseks kõigis juhistes– oluline eelis täpsusrakendustes.
1.2 Termiline käitumine ja vastupidavus termilisele šokile
Kvartskeraamika kõige spetsiifilisemate funktsioonide hulgas on nende erakordselt madal soojuspaisumistegur (CTE), tavaliselt ümber 0.55 × 10 ⁻⁶/ K vahel 20 ° C ja 300 °C.
See nullilähedane kasv tuleneb paindlikust Si-st– O– Si sideme nurgad amorfses võrgus, mida saab reguleerida termilise pinge all kahjustamata, võimaldades tootel taluda kiireid temperatuuritaseme reguleerimisi, mis kindlasti praguneksid traditsioonilise portselani või terase.
Kvartskeraamika talub ületamatuid termilisi šokke 1000 °C, näiteks otse vette kastmine pärast soojendamist kuumutatud temperatuurini, ilma murdumise või lõhenemiseta.
See hoone muudab need oluliseks seadetes, sealhulgas korduvate kütte- ja jahutustsüklite puhul, nagu pooljuhttöötlusega küttesüsteemid, kosmose elemendid, ja suure intensiivsusega tulede süsteemid.
Lisaks, kvartskeraamika säilitab arhitektuurilise aususe ligikaudu temperatuurini 1100 ° C pidevas lahuses, ajutise otsese kokkupuute takistusega lähenemas 1600 ° C inertses keskkonnas.
( Kvartskeraamika)
Möödunud termilise šoki vastupidavus, neil on kõrge pehmenemistemperatuur (~ 1600 °C )ja suurepärane vastupidavus devitrifikatsioonile– kuigi pikaajaline otsene kokkupuude üle 1200 ° C võib alustada pinna moodustumist otse kristobaliidiks, mis võib kahjustada mehaanilist tugevust koguse reguleerimise tõttu kogu faasinihke jooksul.
2. Optiline, Elektriline, ja sulatatud ränidioksiidi seadmete keemilised omadused
2.1 Lairibaühenduse läbipaistvus ja fotoonilised rakendused
Kvartskeraamika on tuntud oma silmapaistva optilise ülekande poolest kogu suures õudses massiivis, pikeneb sügavast ultraviolettkiirgusest (UV) aadressil ~ 180 nm lähiinfrapunani (JA) aadressil ~ 2500 nm.
Seda avatust võimaldavad lisandite puudumine ja amorfse võrgu homogeensus, mis vähendab valguse levikut ja neeldumist.
Kõrge puhtusastmega sünteetiline sulatatud ränidioksiid, tekib ränikloriidide leekhüdrolüüsi teel, saavutab ka suurema UV-kiirguse läbilaskvuse ja seda kasutatakse olulistes rakendustes, nagu eksimerlaseri optika, fotolitograafia objektiivid, ja kosmoseteleskoobid.
Materjali kõrge laserkahjustuse piir– vastupidav äärmuslikul impulsslaserkiirgusele– muudab selle ideaalseks suure energiatarbega lasersüsteemide jaoks, mida kasutatakse kombineeritud uurimistöös ja kaubanduslikul töötlemisel.
Lisaks, selle madal autofluorestsents ja kiirguskindlus tagavad kliiniliste instrumentide töökindluse, mis koosneb spektromeetritest, UV-töötlussüsteemid, ja tuumajälgimise tööriistad.
2.2 Dielektriline jõudlus ja keemiline inertsus
Elektrilisest vaatenurgast, Kvartsportselanid on erakordsed isolaatorid, mille kogutakistus ületab 10 ¹⁸ Ω · sentimeetrit ruumitemperatuuri tasemel ja dielektrilise konstandiga ligikaudu 3.8 juures 1 MHz.
Nende vähendatud dielektrilise kadu puutuja (tan δ < 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.
Need hooned jäävad turvaliseks laias temperatuurivahemikus, erinevalt paljudest polümeeridest või standardsetest portselanidest, mis termilise stressi ja ärevuse mõjul elektriliselt nõrgenevad.
Keemiliselt, kvartsportselanid näitavad muljetavaldavat inertsust enamiku hapete suhtes, mis koosneb vesinikkloriidist, lämmastik, ja väävelhapped, Si stabiilsuse tõttu– Oh side.
Sellest hoolimata, nad on haavatavad vesinikfluoriidhappe rünnakute suhtes (HF) ja tahked antatsiidid, nagu kuum naatriumhüdroksiid, mis kahjustavad Si– O– Si võrk.
Seda tähelepanelikku reaktsioonivõimet kasutatakse mikrotootmisprotseduurides, kus on vaja integreeritud ränidioksiidi kontrollitud söövitamist.
Agressiivses ärikeskkonnas– nagu keemiline käitlemine, pooljuhtmärjad pingid, ja kõrge puhtusastmega vedelike käitlemine– kvartskeraamika toimib vooderdusena, vaate prillid, ja reaktori komponendid, mille saastumist on vaja vähendada.
3. Kvartskeraamiliste elementide tootmisprotsessid ja geomeetriline projekteerimine
3.1 Sulatamise ja moodustamise strateegiad
Kvartskeraamika tootmine hõlmab mitmeid spetsiaalseid sulatusmeetodeid, igaüks on kohandatud vastavalt konkreetsetele puhtuse- ja kasutusnõuetele.
Elektrikaare sulatamisel kasutatakse kõrge puhtusastmega kvartsliiva, mis on sulatatud vesijahutusega vasktiiglis vaakumis või inertgaasis, suurepäraste soojus- ja mehaaniliste elu- või äriomadustega suurte petangide või torude loomine.
Leegi segu, või põlemise süntees, hõlmab ränitetrakloriidi põletamist (SiCl 4) vesiniku-hapniku tules, paagutavate peente ränidioksiidi fragmentide ülekandmine läbipaistvaks toorikuks– see lähenemine annab kõrgeima optilise kõrge kvaliteedi ja seda kasutatakse sünteetilise ühendatud ränidioksiidi jaoks.
Plasma sulatamine kasutab teistsugust kurssi, pakkudes ülikõrgeid temperatuuritasemeid ja saastevaba töötlemist konkreetsete nišilennunduse ja -kaitserakenduste jaoks.
Kui sulanud, kvartskeraamikat saab vormida täppisvalu abil, tsentrifugaalarendus (torude jaoks), või eelpaagutatud ruumide CNC-töötlus.
Nende rabeduse tõttu, töötlemine nõuab teemanttööriistu ja hoolikat kontrolli, et vältida mikropragunemist.
3.2 Täpne tootmine ja pinna lõpuleviimine
Kvartskeraamilistest komponentidest valmistatakse sageli keerukaid geomeetrilisi kujundeid, näiteks tiigleid, torud, vardad, aknad, ja pooljuhtide kohandatud isolaatorid, päikeseenergia, ja lasersektorid.
Mõõtmete täpsus on kriitiline, eriti pooljuhtide tootmisel, kus kvartssusseptorid ja kellakonteinerid peavad säilitama täpse paigutuse ja termilise harmoonia.
Pinnaviimistlusel on tõhususe osas oluline ülesanne; poleeritud pinnad vähendavad valguse hajumist optilistes komponentides ja tuumade moodustumise kohti devitrifikatsiooniks kõrge temperatuuriga rakendustes.
Puhverdatud HF-lahendustega graveerimine võib luua reguleeritud pindala ilme või vabaneda kahjustatud kihtidest pärast töötlemist.
Ülikõrge tolmuimeja jaoks (UHV) süsteemid, kvartsportselanid puhastatakse ja küpsetatakse, et vabaneda pinnale adsorbeerunud gaasidest, tagades marginaalse gaasi väljalaskmise ja ühilduvuse delikaatsete protseduuridega, nagu molekulaarne valguskiir (MBE).
4. Kvartskeraamika tööstuslikud ja teaduslikud rakendused
4.1 Roll pooljuhtide ja fotogalvaaniliste seadmete tootmises
Kvartskeraamika on põhilised materjalid integreeritud vooluahelate ja päikesepatareide ehitamisel, kus nad töötavad ahjutorudena, vahvliga veesõidukid (susseptorid), ja difusioonikambrid.
Nende võime taluda kuumust oksüdeerumisel, langetamine, või inertset atmosfääri– kombineerituna vähendatud metallilise saastatusega– muudab teatud protsessi puhtuse ja saagise.
Kogu keemilise aurustamise ajal (CVD) või termiline oksüdatsioon, kvartselemendid säilitavad mõõtmete stabiilsuse ja peavad vastu kõverusele, kaitstes vahvlikahjustuste ja tasakaalustamatuse eest.
Päikeseenergia tootmises, kvartstiigleid kasutatakse monokristalliliste räni valuplokkide laiendamiseks Czochralski protsessi kaudu, kus nende puhtus mõjutab otseselt viimaste päikesepatareide elektrilist tippkvaliteeti.
4.2 Kasutamine valgustites, Lennundus, ja analüütiline aparatuur
Suure intensiivsusega tühjenemisel (HID) lambid ja UV-steriliseerimissüsteemid, quartz ceramic envelopes consist of plasma arcs at temperature levels surpassing 1000 ° C while transmitting UV and noticeable light efficiently.
Their thermal shock resistance protects against failing during fast light ignition and closure cycles.
Lennunduses, quartz ceramics are utilized in radar windows, sensing unit real estates, and thermal defense systems because of their reduced dielectric constant, high strength-to-density ratio, and security under aerothermal loading.
In analytical chemistry and life scientific researches, merged silica veins are necessary in gas chromatography (GC) and capillary electrophoresis (CE), where surface area inertness stops sample adsorption and guarantees accurate separation.
Lisaks, quartz crystal microbalances (QCMs), which depend on the piezoelectric residential properties of crystalline quartz (eristub ühendatud ränidioksiidist), kasutage kvartsportselani kaitsekorpuste ja varjestusabina reaalajas massituvastusrakendustes.
Kokkuvõtteks, kvartskeraamika tähistab ainulaadset tugevat termilist vastupidavust, optiline avatus, ja keemiline puhtus.
Nende amorfne raamistik ja kõrge SiO kahe veebisisu võimaldavad tõhusust atmosfääris, kus standardmaterjalid lakkavad töötamast, pooljuhtfabide südamest piirkonna küljele.
Kuna tehnoloogia areneb kõrgemate temperatuuritasemete suunas, parem täpsus, ja puhtamad protseduurid, kvartsportselanid jätkavad teaduse ja turu edusammude olulist võimaldajat.
Turustaja
Advanced Ceramics asutati oktoobris 17, 2012, on kõrgtehnoloogia ettevõte, mis on pühendunud teadus- ja arendustegevusele, tootmine, töötlemine, keraamiliste materjalide ja toodete müük ja tehnilised teenused. Meie toodete hulka kuuluvad boorkarbiidist keraamilised tooted, kuid mitte ainult, Boornitriidi keraamikatooted, Ränikarbiidist keraamikatooted, Silikoonnitriidi keraamikatooted, Tsirkooniumdioksiidi keraamikatooted, jne. Kui olete huvitatud, võtke meiega julgelt ühendust.([email protected])
Sildid: Kvartskeraamika, keraamiline tass, keraamiline torustik
Kõik artiklid ja pildid on Internetist. Kui on autoriõigustega probleeme, kustutamiseks võtke meiega õigeaegselt ühendust.
Küsige meilt