კვარცის კერამიკა: სილიციუმის მაღალი სისუფთავის მასალა, რომელიც უზრუნველყოფს ექსტრემალურ თერმულ და განზომილებიან სტაბილურობას მოწინავე ტექნოლოგიების კერამიკულ საკისრებში

1. კვარცის კერამიკის ფუნდამენტური შემადგენლობა და არქიტექტურული ატრიბუტები

1.1 ქიმიური სიწმინდე და კრისტალური-ამორფული ცვლილება

(კვარცის კერამიკა)

კვარცის ფაიფური, ასევე ეწოდება შერწყმული სილიციუმი ან ინტეგრირებული კვარცი, არის სილიციუმის დიოქსიდისგან წარმოქმნილი მაღალი ხარისხის არანატურალური პროდუქტების კლასი (SiO TWO) თავის ულტრა სუფთად, არაკრისტალური (ამორფული) კეთილი.

ჩვეულებრივი კერამიკისგან განსხვავებით, რომელიც ეყრდნობა პოლიკრისტალურ ჩარჩოებს, კვარცის ფაიფური დიფერენცირებულია მარცვლეულის ლიმიტების სრული არარსებობით, მათი ბრწყინვალების გამო., SiO ₄ ტეტრაჰედრების იზოტროპული ქსელი, რომელიც დაკავშირებულია სამგანზომილებიან თვითნებურ ქსელში.

ეს ამორფული ჩარჩო მიიღწევა ბუნებრივი კვარცის კრისტალების ან სინთეტიკური სილიციუმის წინამორბედების მაღალ ტემპერატურაზე დნობის გზით., დამაგრებულია სწრაფი გაგრილებით ფორმირების შესაჩერებლად.

შედეგად მიღებული პროდუქტი მოიცავს ჩვეულებრივ ზედმეტს 99.9% SiO 2, კვალი დამაბინძურებლებით, როგორიცაა ტუტე ფოლადები (რომ⁺, K⁺), ალუმინის, და რკინა ინარჩუნებდა ნაწილებს მილიონზე დონეს ოპტიკური სიწმინდის დასაცავად, ელექტრული წინაღობა, და თერმული ეფექტურობა.

შორ მანძილზე შეკვეთის ნაკლებობა გამორიცხავს ანიზოტროპულ მოქმედებებს, კვარცის კერამიკის განზომილებით სტაბილური და მექანიკურად თანმიმდევრული ყველა ინსტრუქციაში– სასიცოცხლო უპირატესობა სიზუსტის აპლიკაციებში.

1.2 თერმული ქცევა და თერმული შოკის წინააღმდეგობა

კვარცის კერამიკის ყველაზე სპეციფიკურ ფუნქციებს შორის არის თერმული გაფართოების ძალიან დაბალი კოეფიციენტი. (CTE), ჩვეულებრივ გარშემო 0.55 × 10 ⁻6/ K შორის 20 ° C და 300 ° C.

ეს თითქმის ნულოვანი ზრდა წარმოიქმნება მოქნილი Si-დან– ო– Si კავშირის კუთხეები ამორფულ ქსელში, რომელსაც შეუძლია შეცვალოს თერმული სტრესის პირობებში დაზიანების გარეშე, საშუალებას აძლევს პროდუქტს გაუძლოს ტემპერატურული დონის სწრაფ კორექტირებას, რაც, რა თქმა უნდა, დაბზარავს ტრადიციულ ფაიფურს ან ფოლადს.

კვარცის კერამიკას შეუძლია გაუძლოს თერმულ დარტყმებს 1000 ° C, როგორიცაა პირდაპირი ჩაძირვა წყალში გახურებულ ტემპერატურულ დონემდე დათბობის შემდეგ, მოტეხილობისა და გახეხვის გარეშე.

ეს შენობა მათ მნიშვნელოვანს ხდის პარამეტრებში, მათ შორის განმეორებითი გათბობისა და გაგრილების ციკლები, როგორიცაა ნახევარგამტარული დამუშავების გათბობის სისტემები, საჰაერო კოსმოსური ელემენტები, და მაღალი ინტენსივობის განათების სისტემები.

გარდა ამისა, კვარცის კერამიკა ინარჩუნებს არქიტექტურულ პატიოსნებას დაახლოებით ტემპერატურის დონემდე 1100 ° C უწყვეტ ხსნარში, დროებითი პირდაპირი ექსპოზიციის წინააღმდეგობის მოახლოებით 1600 ° C ინერტულ გარემოში.

( კვარცის კერამიკა)

წარსული თერმული შოკის წინააღმდეგობა, ისინი აჩვენებენ დარბილების მაღალ ტემპერატურას (~ 1600 ° C )და გამორჩეული წინააღმდეგობა დევიტრიფიკაციის მიმართ– თუმცა გრძელვადიანი პირდაპირი ექსპოზიცია დასრულდა 1200 ° C შეუძლია დაიწყოს ზედაპირის ფორმირება პირდაპირ კრისტობალიტში, რამაც შეიძლება ზიანი მიაყენოს მექანიკურ სიმტკიცეს ფაზის ცვლაში რაოდენობის კორექტირების გამო.

2. ოპტიკური, ელექტრო, და შედებული სილიციუმის დანადგარის ქიმიური თვისებები

2.1 ფართოზოლოვანი გამჭვირვალობა და ფოტონიკური აპლიკაციები

კვარცის კერამიკა ცნობილია თავისი გამორჩეული ოპტიკური გადაცემით დიდ შიშისმომგვრელ მასივში, გახანგრძლივება ღრმა ულტრაიისფერი სხივებისგან (UV) ~-ზე 180 ნმ ახლო ინფრაწითელამდე (და) ~-ზე 2500 ნმ.

ეს გახსნილობა დაშვებულია მინარევების ნაკლებობით და ამორფული ქსელის ერთგვაროვნებით, რაც ამცირებს სინათლის გავრცელებას და შეწოვას.

მაღალი სისუფთავის სინთეზური შერწყმული სილიციუმი, წარმოიქმნება სილიციუმის ქლორიდების ცეცხლოვანი ჰიდროლიზის შედეგად, აღწევს ასევე უფრო მაღალ ულტრაიისფერ გადაცემას და გამოიყენება ისეთ მნიშვნელოვან აპლიკაციებში, როგორიცაა ექსიმერული ლაზერული ოპტიკა, ფოტოლითოგრაფიული ლინზები, და კოსმოსური ტელესკოპები.

მასალის მაღალი ლაზერული დაზიანების ლიმიტი– უკიდურესი პულსირებული ლაზერული დასხივების ქვეშ დაშლის წინააღმდეგობა– ხდის მას სრულყოფილს მაღალი ენერგიის ლაზერული სისტემებისთვის, რომლებიც გამოიყენება კომბინირებულ კვლევასა და კომერციულ დამუშავებაში.

დამატებით, მისი დაბალი ავტოფლუორესცენცია და რადიაციული წინააღმდეგობა გარანტიას იძლევა კლინიკური ინსტრუმენტების საიმედოობას, რომელიც შედგება სპექტრომეტრებისგან, UV დამუშავების სისტემები, და ბირთვული თვალთვალის ხელსაწყოები.

2.2 დიელექტრიკული შესრულება და ქიმიური ინერტულობა

ელექტრო პერსპექტივიდან, კვარცის ფაიფური არის განსაკუთრებული იზოლატორები, რომელთა რაოდენობა აღემატება წინააღმდეგობას 10 18 Ω · სანტიმეტრი სივრცის ტემპერატურის დონეზე და დიელექტრიკული მუდმივი დაახლოებით 3.8 ზე 1 MHz.

მათი შემცირებული დიელექტრიკის დაკარგვის ტანგენსი (თან 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.

ეს შენობები დაცულია ფართო ტემპერატურულ მასივზე, მრავალი პოლიმერისგან ან სტანდარტული ფაიფურისგან განსხვავებით, რომლებიც ელექტროდ სუსტდებიან თერმული სტრესისა და შფოთვის დროს.

ქიმიურად, კვარცის ფაიფური ავლენს შთამბეჭდავ ინერტულობას მჟავების უმრავლესობის მიმართ, შედგება ჰიდროქლორინისგან, აზოტოვანი, და გოგირდის მჟავები, სი-ის სტაბილურობის გამო– ო ბონდი.

მიუხედავად ამისა, ისინი დაუცველნი არიან ჰიდროფლუორმჟავას შეტევის მიმართ (HF) და მყარი ანტაციდები, როგორიცაა ცხელი ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, რომლებიც აზიანებენ სი– ო– Si ქსელი.

ეს მკაფიო რეაქტიულობა გამოიყენება მიკროფაბრიკაციის პროცედურებში, სადაც საჭიროა ინტეგრირებული სილიციუმის კონტროლირებადი გრავირება..

აგრესიულ კომერციულ გარემოში– როგორიცაა ქიმიური დამუშავება, ნახევარგამტარული სველი სკამები, და მაღალი სისუფთავის სითხის დამუშავება– კვარცის კერამიკა ფუნქციონირებს როგორც უგულებელყოფა, სათვალეების ნახვა, და რეაქტორის კომპონენტები, სადაც დაბინძურება უნდა შემცირდეს.

3. კვარცის კერამიკული ელემენტების წარმოების პროცესები და გეომეტრიული ინჟინერია

3.1 დათბობა და ფორმირების სტრატეგიები

კვარცის კერამიკის წარმოება მოიცავს მრავალ სპეციალიზებულ დნობის მიდგომას, თითოეული მორგებულია კონკრეტულ სიწმინდესა და გამოყენების მოთხოვნებზე.

ელექტრული რკალის დნობა იყენებს მაღალი სისუფთავის კვარცის ქვიშას, რომელიც დნება წყლის გაცივებულ სპილენძის ჭურჭელში ვაკუუმის ან ინერტული აირის ქვეშ., დიდი ბულების ან მილების შექმნა შესანიშნავი თერმული და მექანიკური საცხოვრებელი ან კომერციული თვისებებით.

ცეცხლოვანი ნაზავი, ან წვის სინთეზი, იწვევს სილიციუმის ტეტრაქლორიდის წვას (SiCl ₄) წყალბად-ჟანგბადის ცეცხლში, წვრილი სილიციუმის ფრაგმენტების გადატანა, რომლებიც გამჭვირვალე პრეფორმად იშლება– ეს მიდგომა აწარმოებს უმაღლეს ოპტიკურ მაღალ ხარისხს და გამოიყენება სინთეზური შერწყმული სილიციუმისთვის.

პლაზმის დნობა სხვა კურსს იყენებს, უზრუნველყოფს ულტრა მაღალი ტემპერატურის დონეს და დაბინძურების გარეშე დამუშავებას აერონავტიკისა და დაცვის სპეციფიკური ნიშებისთვის.

როცა დნება, კვარცის კერამიკა შეიძლება ჩამოყალიბდეს სიზუსტის ჩამოსხმის საშუალებით, ცენტრიდანული განვითარება (მილებისთვის), ან წინასწარ აგლომერირებული სივრცეების CNC დამუშავება.

მათი მტვრევადობის გამო, დამუშავება მოითხოვს ბრილიანტის ხელსაწყოებს და ფრთხილად კონტროლს მიკრობზარების თავიდან ასაცილებლად.

3.2 სიზუსტის წარმოება და ზედაპირის არეალის დასრულება

კვარცის კერამიკული კომპონენტები ხშირად მზადდება რთულ გეომეტრიებად, როგორიცაა ჭურჭელი, მილები, წნელები, ფანჯრები, და მორგებული იზოლატორები ნახევარგამტარებისთვის, მზის, და ლაზერული სექტორები.

განზომილების სიზუსტე გადამწყვეტია, განსაკუთრებით ნახევარგამტარების წარმოებაში, სადაც კვარცის დამჭერებს და ზარის კონტეინერებს სჭირდებათ ზუსტი განლაგების და თერმული ჰარმონიის შენარჩუნება..

ზედაპირის დასრულება მნიშვნელოვან მოვალეობას ასრულებს ეფექტურობაში; გაპრიალებული ზედაპირის არეები ამცირებს სინათლის გაფანტვას ოპტიკურ კომპონენტებში და ამცირებს ნუკლეაციის ადგილებს დევიტრიფიკაციისთვის მაღალტემპერატურულ პროგრამებში.

ბუფერული HF ხსნარებით გრავიურას შეუძლია შექმნას ზედაპირის რეგულირებადი იერსახე ან მოშორდეს დაზიანებული ფენების დამუშავების შემდეგ.

ულტრა მაღალი მტვერსასრუტისთვის (UHV) სისტემები, კვარცის ფაიფურს ასუფთავებენ და აცხობენ ზედაპირში შეწოვილი აირების მოსაშორებლად, ზღვრული გაჟონვის და თავსებადობის გარანტია დელიკატურ პროცედურებთან, როგორიცაა სინათლის მოლეკულური სხივი ეპიტაქსია (MBE).

4. კვარც კერამიკის სამრეწველო და სამეცნიერო გამოყენება

4.1 როლი ნახევარგამტარული და ფოტოელექტრული წარმოებაში

კვარცის კერამიკა ფუნდამენტური მასალაა ინტეგრირებული სქემების და მზის უჯრედების მშენებლობაში, სადაც ისინი მუშაობენ როგორც ღუმელის მილები, ვაფლის წყალსატევები (მგრძნობიარეები), და დიფუზიური კამერები.

მათი უნარი გაუძლოს სითბოს ჟანგვის დროს, დაწევა, ან ინერტული ატმოსფერო– შემცირებული მეტალის დაბინძურებასთან ერთად– ხდის პროცესის გარკვეულ სისუფთავეს და მოსავალს.

ქიმიური ორთქლის დეპონირების დროს (CVD) ან თერმული დაჟანგვა, კვარცის ელემენტები ინარჩუნებენ განზომილების სტაბილურობას და უძლებენ დეფორმაციას, დაცვა ვაფლის დაზიანებისა და დისბალანსისაგან.

მზის წარმოებაში, კვარცის ჭურჭელი გამოიყენება მონოკრისტალური სილიციუმის ინგოტების გაფართოებისთვის ჩოხრალსკის პროცესის საშუალებით., სადაც მათი სისუფთავე პირდაპირ გავლენას ახდენს ბოლო მზის უჯრედების ელექტრულ უმაღლეს ხარისხზე.

4.2 გამოყენება Lights-ში, აერონავტიკა, და ანალიტიკური ინსტრუმენტაცია

მაღალი ინტენსივობის გამონადენში (დამალული) ნათურები და ულტრაიისფერი სტერილიზაციის სისტემები, კვარცის კერამიკული კონვერტები შედგება პლაზმური რკალებისგან, რომლებიც აღემატება ტემპერატურის დონეს 1000 ° C ულტრაიისფერი და შესამჩნევი სინათლის ეფექტურად გადაცემისას.

მათი თერმული შოკის წინააღმდეგობა იცავს წარუმატებლობისგან სწრაფი აალების და დახურვის ციკლების დროს.

აერონავტიკაში, კვარცის კერამიკა გამოიყენება რადარის ფანჯრებში, სენსორული ერთეულის უძრავი ქონება, და თერმული თავდაცვის სისტემები მათი შემცირებული დიელექტრიკული მუდმივის გამო, სიმტკიცე-სიმკვრივის მაღალი თანაფარდობა, და უსაფრთხოება აეროთერმული დატვირთვის ქვეშ.

ანალიტიკურ ქიმიასა და ცხოვრების მეცნიერულ კვლევებში, გაზის ქრომატოგრაფიაში აუცილებელია გაერთიანებული სილიციუმის ვენები (GC) და კაპილარული ელექტროფორეზი (CE), სადაც ზედაპირის ფართობის ინერტულობა აჩერებს ნიმუშის ადსორბციას და უზრუნველყოფს ზუსტი გამოყოფის გარანტიას.

უფრო მეტიც, კვარცის კრისტალების მიკრობალანსები (QCM-ები), რომლებიც დამოკიდებულია კრისტალური კვარცის პიეზოელექტრული საცხოვრებელი თვისებებით (გამორჩეულია შერწყმული სილიციუმისგან), გამოიყენეთ კვარცის ფაიფური, როგორც დამცავი კორპუსები და დამცავი დახმარება რეალურ დროში მასის ზონდირების აპლიკაციებში.

დასასრულს, კვარცის კერამიკა არის ერთგვარი გზაჯვარედინზე ძლიერი თერმული გამძლეობით, ოპტიკური გახსნილობა, და ქიმიური სისუფთავე.

მათი ამორფული ჩარჩო და მაღალი SiO ორი ვებ კონტენტი იძლევა ეფექტურობას ატმოსფეროში, სადაც სტანდარტული მასალები წყვეტს მუშაობას., ნახევარგამტარული ფაბების გულიდან ტერიტორიის გვერდით.

როგორც ტექნოლოგია მიიწევს უფრო მაღალი ტემპერატურის დონემდე, უკეთესი სიზუსტით, და უფრო სუფთა პროცედურები, კვარცის ფაიფური გააგრძელებს მუშაობას, როგორც მეცნიერებასა და ბაზარზე წინსვლის გადამწყვეტი საშუალება.

დისტრიბუტორი

Advanced Ceramics დაარსდა ოქტომბერში 17, 2012, არის მაღალტექნოლოგიური საწარმო, რომელიც ერთგულია კვლევისა და განვითარებისათვის, წარმოება, დამუშავება, კერამიკული მასალებისა და პროდუქტების გაყიდვები და ტექნიკური მომსახურება. ჩვენი პროდუქცია მოიცავს, მაგრამ არ შემოიფარგლება ბორის კარბიდის კერამიკულ პროდუქტებზე, ბორის ნიტრიდის კერამიკული პროდუქტები, სილიკონის კარბიდის კერამიკული პროდუქტები, სილიკონის ნიტრიდის კერამიკული პროდუქტები, ცირკონიუმის დიოქსიდის კერამიკული პროდუქტები, და ა.შ. თუ გაინტერესებს, გთხოვთ მოგერიდებათ დაგვიკავშირდეთ.([email protected])
ტეგები: კვარცის კერამიკა, კერამიკული ჭურჭელი, კერამიკული მილები

ყველა სტატია და სურათი არის ინტერნეტიდან. თუ არის საავტორო უფლებების პრობლემები, გთხოვთ დროულად დაგვიკავშირდეთ წასაშლელად.

გამოგვიკითხეთ