1. Kvarca keramikas pamatkompozīcija un arhitektūras atribūti
1.1 Ķīmiskā tīrība un pārmaiņas no kristāliskā līdz amorfai
(Kvarca keramika)
Kvarca porcelāns, sauc arī par apvienoto silīcija dioksīdu vai integrēto kvarcu, ir augstas veiktspējas, nevis dabīgu produktu klase, kas iegūti no silīcija dioksīda (SiO DIVI) savā īpaši tīrajā, nekristālisks (amorfs) laipns.
Atšķirībā no parastās keramikas, kas balstās uz polikristāliskiem karkasiem, kvarca porcelānus izceļas ar to, ka to spīduma dēļ tiem pilnībā nav graudu ierobežojumu, SiO ₄ tetraedru izotropiskais tīkls, kas savienots trīsdimensiju patvaļīgā tīklā.
Šo amorfo karkasu iegūst, augstā temperatūrā kausējot dabiskos kvarca kristālus vai sintētiskos silīcija dioksīda prekursorus., pielīmēts ar ātru dzesēšanu, lai apturētu veidošanos.
Iegūtais produkts parasti ietver vairāk nekā 99.9% SiO ₂, ar piesārņotājiem, piemēram, sārmu tēraudiem (Tas ⁺, K⁺), alumīnija, un dzelzs uzturēja miljonus, lai aizsargātu optisko skaidrību, elektriskā pretestība, un termiskā efektivitāte.
Tālsatiksmes kārtības trūkums novērš anizotropās darbības, padarot kvarca keramiku stabilu izmēru un mehāniski konsekventu visās instrukcijās– būtiska priekšrocība precizitātes lietojumos.
1.2 Termiskā uzvedība un izturība pret termisko šoku
Viena no kvarca keramikas raksturīgākajām funkcijām ir tās ārkārtīgi zemais termiskās izplešanās koeficients (CTE), parasti apkārt 0.55 × 10 ⁻⁶/ K starp 20 ° C un 300 °C.
Šis gandrīz nulles pieaugums izriet no elastīgā Si– O– Si saites leņķi amorfajā tīklā, kas var pielāgoties termiskā stresa apstākļos, nesabojājot, ļaujot izstrādājumam izturēt straujas temperatūras līmeņa korekcijas, kas noteikti sašķeltu tradicionālos porcelānus vai tēraudus.
Kvarca keramika var izturēt nepārspējamus termiskos triecienus 1000 °C, piemēram, tieša iegremdēšana ūdenī pēc sasilšanas līdz sakarsētas temperatūras līmenim, bez lūzumiem vai plīsumiem.
Šī ēka padara tos svarīgus iestatījumos, tostarp atkārtotos apkures un dzesēšanas ciklos, piemēram, pusvadītāju apstrādes apkures sistēmas, kosmosa elementi, un augstas intensitātes gaismas sistēmas.
Turklāt, kvarca keramika saglabā arhitektūras godīgumu līdz aptuveni temperatūras līmenim 1100 ° C pastāvīgā šķīdumā, tuvojoties īslaicīgai tiešai iedarbībai pretestībai 1600 ° C inertā vidē.
( Kvarca keramika)
Iepriekšējā termiskā trieciena pretestība, tiem ir augsts mīkstināšanas temperatūras līmenis (~ 1600 °C )un izcila izturība pret devitrifikāciju– lai gan ilgtermiņa tieša iedarbība pāri 1200 ° C var sākt virsmas veidošanos tieši kristobalītā, kas var apdraudēt mehānisko izturību daudzuma pielāgošanas dēļ fāzes maiņu laikā.
2. Optiskais, Elektriskie, un kausēta silīcija dioksīda iekārtu ķīmiskās īpašības
2.1 Platjoslas caurspīdīguma un fotoniskās lietojumprogrammas
Kvarca keramika ir slavena ar savu izcilo optisko pārraidi visā lielā spocīgā masīvā, pagarinot no dziļā ultravioletā starojuma (UV) pie ~ 180 nm līdz tuvajam infrasarkanajam staram (UN) pie ~ 2500 nm.
Šo atvērtību pieļauj piemaisījumu trūkums un amorfā tīkla viendabīgums, kas samazina gaismas izplatīšanos un absorbciju.
Augstas tīrības pakāpes sintētiskais sapludināts silīcija dioksīds, rodas silīcija hlorīdu liesmas hidrolīzes rezultātā, sasniedz arī augstāku UV caurlaidību un tiek izmantota svarīgos lietojumos, piemēram, eksimērlāzera optikā, fotolitogrāfijas lēcas, un kosmosa teleskopi.
Materiāla augsta lāzera bojājumu robeža– izturīgs pret sabrukšanu ekstremālas impulsa lāzera apstarošanas rezultātā– padara to lieliski piemērotu augstas enerģijas lāzersistēmām, ko izmanto kombinētajā izpētē un komerciālajā apstrādē.
Turklāt, tā zemā autofluorescence un starojuma izturība garantē klīnisko instrumentu uzticamību, kas sastāv no spektrometriem, UV apstrādes sistēmas, un kodolizsekošanas rīki.
2.2 Dielektriskā veiktspēja un ķīmiskā inerce
No elektriskā viedokļa, kvarca porcelāns ir izcili izolatori, kuru daudzuma pretestība pārsniedz 10 ¹⁸ Ω · centimetri telpas temperatūras līmenī un dielektriskā konstante aptuveni 3.8 plkst 1 MHz.
To samazinātais dielektrisko zudumu tangenss (iedegums 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.
Šīs ēkas ir drošas plašā temperatūras diapazonā, atšķirībā no daudziem polimēriem vai standarta porcelāniem, kas elektriski vājinās termiskā stresa un trauksmes ietekmē.
Ķīmiski, kvarca porcelānam piemīt iespaidīga inerce pret lielāko daļu skābju, kas sastāv no sālsskābes, slāpekļa, un sērskābes, Si stabilitātes dēļ– Ak, saite.
Neskatoties uz to, tie ir neaizsargāti pret fluorūdeņražskābes iedarbību (HF) un cietie antacīdi, piemēram, karsts nātrija hidroksīds, kas bojā Si– O– Si tīkls.
Šī izsmalcinātā reaktivitāte tiek izmantota mikrofabrikas procedūrās, kur nepieciešama integrēta silīcija dioksīda kontrolēta kodināšana.
Agresīvā komerciālā vidē– piemēram, ķīmiskā apstrāde, pusvadītāju slapjie soliņi, un augstas tīrības pakāpes šķidrumu apstrāde– kvarca keramika darbojas kā oderējums, skata brilles, un reaktora sastāvdaļas, kurās nepieciešams samazināt piesārņojumu.
3. Kvarca keramikas elementu ražošanas procesi un ģeometriskā inženierija
3.1 Atkausēšanas un veidošanas stratēģijas
Kvarca keramikas ražošana ietver daudzas specializētas kausēšanas metodes, katrs pielāgots konkrētai tīrības un pielietojuma prasībām.
Elektriskā loka kausēšanai izmanto augstas tīrības pakāpes kvarca smiltis, kas atkausētas ar ūdeni atdzesētā vara tīģelī vakuumā vai inertā gāzē, radot lielas bulciņas vai caurules ar lieliskām termiskām un mehāniskām dzīvojamām vai komerciālām īpašībām.
Liesmas maisījums, vai sadegšanas sintēze, ir saistīta ar silīcija tetrahlorīda sadedzināšanu (SiCl ₄) ūdeņraža-skābekļa ugunī, smalku silīcija dioksīda fragmentu pārnešana, kas saķepinās caurspīdīgā sagatavē– šī pieeja nodrošina visaugstāko optisko kvalitāti un tiek izmantota sintētiskajam silīcija dioksīdam.
Plazmas kausēšanai tiek izmantots cits kurss, nodrošina īpaši augstu temperatūras līmeni un bezpiesārņojuma apstrādi īpašiem nišas kosmosa un aizsardzības lietojumiem.
Kad izkusis, kvarca keramiku var veidot ar precizitātes liešanu, centrbēdzes attīstība (caurulēm), vai iepriekš saķepināto telpu CNC apstrāde.
To trausluma dēļ, apstrāde prasa dimanta instrumentus un rūpīgu kontroli, lai novērstu mikroplaisāšanu.
3.2 Precizitāte ražošanas un virsmas laukuma pabeigšana
Kvarca keramikas komponenti bieži tiek izgatavoti tieši sarežģītās ģeometrijās, piemēram, tīģeļos, caurules, stieņi, logi, un pielāgoti pusvadītāju izolatori, saules, un lāzeru sektoros.
Izmēru precizitāte ir kritiska, īpaši pusvadītāju ražošanā, kur kvarca susceptoriem un zvana konteineriem ir jāsaglabā precīzs izvietojums un termiskā harmonija.
Virsmas apdarei ir būtisks efektivitātes pienākums; pulētas virsmas samazina gaismas izkliedi optiskajos komponentos un samazina kodolu veidošanās vietas devitrifikācijai augstas temperatūras lietojumos.
Gravēšana ar buferizētiem HF risinājumiem var radīt regulētu virsmas izskatu vai atbrīvoties no bojātiem slāņiem pēc apstrādes.
Īpaši augsta līmeņa putekļu sūcējam (UHV) sistēmas, kvarca porcelānus tīra un cep, lai atbrīvotos no virsmas adsorbētajām gāzēm, garantē nelielu izplūdi un savietojamību ar delikātām procedūrām, piemēram, molekulāro gaismas epitaksiju (MBE).
4. Kvarca keramikas rūpnieciskie un zinātniskie pielietojumi
4.1 Loma pusvadītāju un fotoelementu ražošanā
Kvarca keramika ir pamatmateriāli iebūvēto ķēžu un saules bateriju konstrukcijā, kur tie darbojas kā krāsns caurules, vafeļu peldlīdzekļi (susceptori), un difūzijas kameras.
To spēja izturēt karstumu oksidējoties, nolaišana, vai inertā atmosfērā– apvienojumā ar samazinātu metāla piesārņojumu– nodrošina noteiktu procesa tīrību un ražu.
Visā ķīmiskajā tvaiku pārklāšanā (CVD) vai termiskā oksidēšana, kvarca elementi saglabā izmēru stabilitāti un iztur deformāciju, aizsargā pret vafeļu bojājumiem un nelīdzsvarotību.
Saules ražošanā, kvarca tīģeļus izmanto, lai paplašinātu monokristāliskos silīcija lietņus, izmantojot Czochralski procesu, kur to tīrība tieši ietekmē pēdējo saules bateriju elektrisko augstāko kvalitāti.
4.2 Lietošana apgaismojumā, Aviācija, un analītiskā instrumentācija
Augstas intensitātes izlādē (HID) lampas un UV sterilizācijas sistēmas, kvarca keramikas apvalki sastāv no plazmas lokiem, kuru temperatūras līmenis pārsniedz 1000 ° C, vienlaikus efektīvi pārraidot UV un ievērojamu gaismu.
To termiskā triecienizturība pasargā no atteices ātras gaismas aizdedzes un aizvēršanas ciklu laikā.
Kosmosā, kvarca keramika tiek izmantota radara logos, sensoru vienību nekustamie īpašumi, un termiskās aizsardzības sistēmas to samazinātās dielektriskās konstantes dēļ, augsta stiprības un blīvuma attiecība, un drošība aerotermiskās slodzes apstākļos.
Analītiskajā ķīmijā un dzīvības zinātnes pētījumos, gāzu hromatogrāfijā ir nepieciešamas sapludinātas silīcija dioksīda vēnas (GC) un kapilārā elektroforēze (CE), kur virsmas laukuma inerce aptur parauga adsorbciju un garantē precīzu atdalīšanu.
Turklāt, kvarca kristāla mikrobalansi (QCM), kas ir atkarīgi no kristāliskā kvarca pjezoelektriskajām dzīvojamajām īpašībām (atšķiras no sapludināta silīcija dioksīda), izmantojiet kvarca porcelānu kā aizsargājošus apvalkus un aizsarglīdzekļus reāllaika masas noteikšanas lietojumprogrammās.
Nobeigumā, kvarca keramika apzīmē unikālo krustojumu ar spēcīgu termisko noturību, optiskā atvērtība, un ķīmiskā tīrība.
To amorfais ietvars un augstais SiO divu tīmekļa saturs nodrošina efektivitāti atmosfērās, kur standarta materiāli pārstāj darboties, no pusvadītāju fabs sirds uz laukuma pusi.
Tehnoloģijai tuvojoties augstākam temperatūras līmenim, labāka precizitāte, un tīrākas procedūras, kvarca porcelāns turpinās darboties kā būtisks zinātnes un tirgus attīstības veicinātājs.
Izplatītājs
Advanced Ceramics dibināta oktobrī 17, 2012, ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas nodarbojas ar pētniecību un attīstību, ražošanu, apstrāde, keramikas materiālu un izstrādājumu pārdošana un tehniskie pakalpojumi. Mūsu produkti ietver, bet ne tikai, bora karbīda keramikas izstrādājumus, Bora nitrīda keramikas izstrādājumi, Silīcija karbīda keramikas izstrādājumi, Silīcija nitrīda keramikas izstrādājumi, Cirkonija dioksīda keramikas izstrādājumi, utt. Ja jūs interesē, lūdzu, sazinieties ar mums.([email protected])
Tagi: Kvarca keramika, keramikas trauks, keramikas cauruļvadi
Visi raksti un bildes ir no interneta. Ja ir kādas autortiesību problēmas, lūdzu, savlaicīgi sazinieties ar mums, lai dzēstu.
Jautājiet mums