क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स: प्रगत तंत्रज्ञानाच्या सिरेमिक बेअरिंगमध्ये अत्यंत औष्णिक आणि मितीय स्थिरता सक्षम करणारी उच्च-शुद्धता सिलिका सामग्री

1. क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सची मूलभूत रचना आणि वास्तुशास्त्रीय गुणधर्म

1.1 रासायनिक शुद्धता आणि स्फटिक-ते-अनाकार बदल

(क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स)

क्वार्ट्ज पोर्सिलेन, त्याचप्रमाणे विलीन केलेले सिलिका किंवा एकात्मिक क्वार्ट्ज म्हणतात, सिलिकॉन डायऑक्साइडपासून तयार केलेली नैसर्गिक उत्पादने नसून उच्च-कार्यक्षमतेचा वर्ग आहे (SiO TWO) त्याच्या अति-शुद्ध मध्ये, स्फटिक नसलेले (आकारहीन) दयाळू.

पारंपारिक सिरेमिकच्या विपरीत जे पॉलीक्रिस्टलाइन फ्रेमवर्कवर अवलंबून असतात, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन त्यांच्या चमकदारपणामुळे धान्य मर्यादांच्या पूर्ण अनुपस्थितीमुळे वेगळे केले जातात, त्रिमितीय अनियंत्रित नेटवर्कमध्ये संलग्न SiO ₄ टेट्राहेड्राचे समस्थानिक नेटवर्क.

हे आकारहीन फ्रेमवर्क नैसर्गिक क्वार्ट्ज क्रिस्टल्स किंवा सिंथेटिक सिलिका प्रिकर्सर्सच्या उच्च-तापमान वितळण्याद्वारे प्राप्त केले जाते., निर्मिती थांबवण्यासाठी जलद कूलिंगद्वारे पालन केले जाते.

परिणामी उत्पादनामध्ये सामान्यत: ओव्हर समाविष्ट असते 99.9% SiO ₂, अल्कली स्टील्ससारख्या ट्रेस प्रदूषकांसह (ते ⁺, के ⁺), ॲल्युमिनियम, आणि लोखंडाने ऑप्टिकल क्लिअरनेस संरक्षित करण्यासाठी भाग-प्रति-दशलक्ष पातळी राखली, विद्युत प्रतिरोधकता, आणि थर्मल कार्यक्षमता.

लांब पल्ल्याच्या ऑर्डरची कमतरता एनिसोट्रॉपिक क्रिया काढून टाकते, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स आकारमानाने स्थिर आणि सर्व सूचनांमध्ये यांत्रिकपणे सुसंगत बनवणे– अचूकता अनुप्रयोगांमध्ये एक महत्त्वपूर्ण फायदा.

1.2 थर्मल वर्तन आणि थर्मल शॉकचा प्रतिकार

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सच्या सर्वात विशिष्ट कार्यांपैकी त्यांचे थर्मल विस्ताराचे अपवादात्मक कमी गुणांक आहे. (CTE), साधारणपणे आजूबाजूला 0.55 × 10 ⁻⁶/ K दरम्यान 20 ° से आणि 300 ° से.

ही जवळपास-शून्य वाढ लवचिक Si पासून उद्भवते– ओ– अनाकार नेटवर्कमध्ये सी बाँड कोन, जे थर्मल तणावाखाली नुकसान न करता समायोजित करू शकते, पारंपारिक पोर्सिलेन किंवा स्टील्स निश्चितपणे क्रॅक होईल अशा जलद तापमान पातळी समायोजनाचा सामना करण्यास उत्पादनास परवानगी देणे.

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स थर्मल शॉक मागे टाकू शकतात 1000 ° से, जसे की गरम तापमान पातळीपर्यंत गरम झाल्यानंतर पाण्यात सरळ बुडवणे, फ्रॅक्चर किंवा स्पॅलिंगशिवाय.

ही इमारत त्यांना वारंवार गरम करणे आणि कूलिंग डाउन चक्रांसह सेटिंग्जमध्ये महत्त्वपूर्ण बनवते, जसे की सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग हीटिंग सिस्टम, एरोस्पेस घटक, आणि उच्च-तीव्रता दिवे प्रणाली.

याव्यतिरिक्त, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स साधारण तापमान पातळीपर्यंत वास्तुशास्त्रीय प्रामाणिकपणा ठेवतात 1100 सतत द्रावणात ° से, तात्पुरते थेट एक्सपोजर प्रतिकार जवळ येत आहे 1600 निष्क्रिय वातावरणात ° से.

( क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स)

भूतकाळातील थर्मल शॉक प्रतिरोध, ते उच्च मऊ तापमान पातळी प्रदर्शित करतात (~ 1600 ° से )आणि विचित्रीकरणास उत्कृष्ट प्रतिकार– जरी दीर्घकालीन थेट प्रदर्शनावर 1200 °C क्रिस्टोबलाइटमध्ये पृष्ठभागाची निर्मिती सुरू करू शकते, जे संपूर्ण फेज शिफ्टमध्ये प्रमाण समायोजनामुळे यांत्रिक शक्तीशी तडजोड करू शकते.

2. ऑप्टिकल, इलेक्ट्रिकल, आणि फ्यूज्ड सिलिका उपकरणांचे रासायनिक गुण

2.1 ब्रॉडबँड पारदर्शकता आणि फोटोनिक अनुप्रयोग

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स त्यांच्या उत्कृष्ट ऑप्टिकल ट्रान्समिशनसाठी प्रसिद्ध आहेत, खोल अतिनील पासून लांबणीवर (अतिनील) येथे ~ 180 nm ते जवळ-अवरक्त (आणि) येथे ~ 2500 nm.

या मोकळेपणाला अशुद्धतेची कमतरता आणि अनाकार नेटवर्कच्या एकसंधतेमुळे अनुमती आहे, जे प्रकाशाचा प्रसार आणि शोषण कमी करते.

उच्च-शुद्धता सिंथेटिक विलीन सिलिका, सिलिकॉन क्लोराईड्सच्या फ्लेम हायड्रोलिसिसद्वारे व्युत्पन्न, उच्च UV ट्रांसमिशन देखील प्राप्त करते आणि एक्सायमर लेसर ऑप्टिक्स सारख्या महत्वाच्या अनुप्रयोगांमध्ये वापरला जातो, फोटोलिथोग्राफी लेन्स, आणि अवकाश-आधारित दुर्बिणी.

सामग्रीची उच्च लेसर नुकसान मर्यादा– अत्यंत स्पंदित लेसर विकिरण अंतर्गत ब्रेक डाउनचा प्रतिकार– संयोजन संशोधन आणि व्यावसायिक मशीनिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उच्च-ऊर्जा लेसर सिस्टमसाठी ते योग्य बनवते.

याव्यतिरिक्त, त्याची कमी ऑटोफ्लोरेसेन्स आणि रेडिएशन रेझिस्टन्स क्लिनिकल इन्स्ट्रुमेंटेशनमध्ये विश्वासार्हतेची हमी देते, स्पेक्ट्रोमीटरचा समावेश आहे, अतिनील उपचार प्रणाली, आणि आण्विक ट्रॅकिंग साधने.

2.2 डायलेक्ट्रिक परफॉर्मन्स आणि रासायनिक जडत्व

विद्युत दृष्टीकोनातून, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन हे अपवादात्मक इन्सुलेटर आहेत ज्यांचे प्रमाण प्रतिरोधकतेपेक्षा जास्त आहे 10 अंतराळ तापमान पातळीवर ¹⁸ Ω · सेंटीमीटर आणि ढोबळमानाने डायलेक्ट्रिक स्थिरांक 3.8 येथे 1 MHz.

त्यांचे कमी झालेले डायलेक्ट्रिक नुकसान स्पर्शिका (टॅन 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.

या इमारती तापमानाच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये सुरक्षित राहतात, असंख्य पॉलिमर किंवा स्टँडर्ड पोर्सिलेनच्या विपरीत जे थर्मल तणाव आणि चिंतेमुळे विद्युतदृष्ट्या कमकुवत होतात.

रासायनिकदृष्ट्या, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन बहुसंख्य ऍसिडमध्ये प्रभावी जडत्व प्रदर्शित करतात, हायड्रोक्लोरिकचा समावेश आहे, नायट्रिक, आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडस्, Si च्या स्थिरतेमुळे– हे बंधन.

तरीही, ते हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडच्या आक्रमणास असुरक्षित असतात (एचएफ) आणि गरम सोडियम हायड्रॉक्साईड सारख्या घन अँटासिड्स, जे Si चे नुकसान करतात– ओ– नेटवर्क.

एकात्मिक सिलिकाचे नियंत्रित नक्षीकाम आवश्यक असते अशा ठिकाणी सूक्ष्मनिर्मिती प्रक्रियेमध्ये ही विवेकी प्रतिक्रिया वापरली जाते..

आक्रमक व्यावसायिक वातावरणात– जसे रासायनिक हाताळणी, अर्धसंवाहक ओले बेंच, आणि उच्च-शुद्धता द्रव हाताळणी– क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स अस्तर म्हणून कार्य करतात, चष्मा पहा, आणि अणुभट्टीचे घटक जेथे दूषितता कमी करणे आवश्यक आहे.

3. क्वार्ट्ज सिरेमिक घटकांची उत्पादन प्रक्रिया आणि भौमितिक अभियांत्रिकी

3.1 वितळणे आणि रणनीती तयार करणे

क्वार्ट्ज सिरेमिकच्या उत्पादनामध्ये वितळण्याच्या असंख्य विशेष पद्धतींचा समावेश होतो, प्रत्येक विशिष्ट शुद्धता आणि अनुप्रयोगाच्या मागणीनुसार तयार केले आहे.

इलेक्ट्रिक आर्क वितळण्यामध्ये व्हॅक्यूम किंवा इनर्ट गॅस अंतर्गत वॉटर-कूल्ड कॉपर क्रुसिबलमध्ये वितळलेल्या उच्च-शुद्धतेच्या क्वार्ट्ज वाळूचा वापर होतो, उत्कृष्ट थर्मल आणि यांत्रिक निवासी किंवा व्यावसायिक गुणधर्मांसह मोठे बाउल किंवा ट्यूब तयार करणे.

ज्वाला मिश्रण, किंवा ज्वलन संश्लेषण, सिलिकॉन टेट्राक्लोराईड बर्न करणे आवश्यक आहे (SiCl ₄) हायड्रोजन-ऑक्सिजनच्या आगीत, पारदर्शक प्रीफॉर्ममध्ये सिंटर असलेल्या बारीक सिलिका तुकड्यांना स्थानांतरित करणे– हा दृष्टीकोन सर्वोच्च ऑप्टिकल उच्च दर्जाची निर्मिती करतो आणि सिंथेटिक विलीन केलेल्या सिलिकासाठी वापरला जातो.

प्लाझ्मा वितळणे हा वेगळा कोर्स वापरतो, विशिष्ट कोनाडा एरोस्पेस आणि संरक्षण अनुप्रयोगांसाठी अति-उच्च तापमान पातळी आणि दूषित-मुक्त प्रक्रिया देणे.

वितळल्यावर, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स अचूक कास्टिंगद्वारे आकार दिला जाऊ शकतो, केंद्रापसारक विकास (ट्यूब साठी), किंवा प्री-सिंटर्ड स्पेसचे सीएनसी मशीनिंग.

त्यांच्या ठिसूळपणामुळे, मशीनिंगसाठी डायमंड टूल्स आणि मायक्रोक्रॅकिंग टाळण्यासाठी काळजीपूर्वक नियंत्रण आवश्यक आहे.

3.2 अचूकता उत्पादन आणि पृष्ठभाग क्षेत्र पूर्ण

क्वार्ट्ज सिरेमिक घटक क्रुसिबल्ससारख्या गुंतागुंतीच्या भूमितीमध्ये वारंवार तयार केले जातात, नळ्या, रॉड, खिडक्या, आणि सेमीकंडक्टरसाठी सानुकूलित इन्सुलेटर, सौर, आणि लेसर क्षेत्र.

मितीय अचूकता महत्त्वपूर्ण आहे, विशेषत: सेमीकंडक्टर उत्पादनामध्ये जेथे क्वार्ट्ज ससेप्टर्स आणि बेल कंटेनर्सना अचूक प्लेसमेंट आणि थर्मल सुसंवाद राखणे आवश्यक आहे.

कार्यक्षमतेमध्ये पृष्ठभाग पूर्ण करणे हे एक आवश्यक कर्तव्य बजावते; पॉलिश केलेले पृष्ठभाग ऑप्टिकल घटकांमध्ये प्रकाश विखुरणे कमी करतात आणि उच्च-तापमान अनुप्रयोगांमध्ये विचलनासाठी न्यूक्लिएशन साइट्स कमी करतात.

बफर केलेल्या एचएफ सोल्यूशन्ससह खोदकाम केल्याने पृष्ठभागाचे क्षेत्र नियंत्रित केले जाऊ शकते किंवा मशीनिंगनंतर खराब झालेल्या थरांपासून मुक्त होऊ शकते..

अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम क्लिनरसाठी (UHV) प्रणाली, पृष्ठभागावर शोषलेल्या वायूपासून मुक्त होण्यासाठी क्वार्ट्ज पोर्सिलेन स्वच्छ आणि बेक केले जातात, किरकोळ आउटगॅसिंग आणि लाइट एपिटॅक्सीच्या आण्विक बीम सारख्या नाजूक प्रक्रियेसह सुसंगततेची हमी (MBE).

4. क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सचे औद्योगिक आणि वैज्ञानिक अनुप्रयोग

4.1 सेमीकंडक्टर आणि फोटोव्होल्टेइक उत्पादनात भूमिका

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स हे अंतर्भूत सर्किट्स आणि सोलर सेलच्या बांधकामातील मूलभूत साहित्य आहेत., जेथे ते भट्टीच्या नळ्या म्हणून काम करतात, वेफर वॉटरक्राफ्ट (susceptors), आणि प्रसार कक्ष.

ऑक्सिडायझिंगमध्ये उष्णतेच्या विरूद्ध धरून ठेवण्याची त्यांची क्षमता, कमी करणे, किंवा निष्क्रिय वातावरण– कमी झालेल्या धातूच्या दूषिततेसह एकत्रित– विशिष्ट प्रक्रिया शुद्धता आणि उत्पन्न देते.

संपूर्ण रासायनिक वाष्प संचयन दरम्यान (CVD) किंवा थर्मल ऑक्सीकरण, क्वार्ट्ज घटक मितीय स्थिरता टिकवून ठेवतात आणि वार्पिंगसाठी उभे राहतात, वेफर नुकसान आणि असंतुलन पासून संरक्षण.

सौर उत्पादनात, क्वार्ट्ज क्रूसिबल्सचा वापर झोक्राल्स्की प्रक्रियेद्वारे मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन इंगॉट्सचा विस्तार करण्यासाठी केला जातो, जेथे त्यांची शुद्धता थेट शेवटच्या सौर पेशींच्या विद्युत उच्च गुणवत्तेवर परिणाम करते.

4.2 लाइट्स मध्ये वापर, एरोस्पेस, आणि विश्लेषणात्मक उपकरणे

उच्च-तीव्रता स्त्राव मध्ये (HID) दिवे आणि अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणाली, क्वार्ट्ज सिरॅमिक लिफाफ्यांमध्ये तापमान पातळीपेक्षा जास्त असलेल्या प्लाझ्मा आर्क्स असतात 1000 अतिनील आणि लक्षात येण्याजोगा प्रकाश कार्यक्षमतेने प्रसारित करताना ° से.

त्यांचा थर्मल शॉक रेझिस्टन्स जलद प्रकाश प्रज्वलन आणि बंद होण्याच्या चक्रादरम्यान अपयशी होण्यापासून संरक्षण करते.

एरोस्पेस मध्ये, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सचा वापर रडार विंडोमध्ये केला जातो, सेन्सिंग युनिट रिअल इस्टेट, 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.

शिवाय, quartz crystal microbalances (QCMs), which depend on the piezoelectric residential properties of crystalline quartz (distinctive from merged silica), use quartz porcelains as protective housings and shielding assistances in real-time mass sensing applications.

शेवटी, quartz ceramics stand for an one-of-a-kind crossway of severe thermal resilience, optical openness, and chemical purity.

त्यांचे अनाकार फ्रेमवर्क आणि उच्च SiO दोन वेब सामग्री वातावरणात कार्यक्षमता सक्षम करते जेथे मानक सामग्री कार्य करणे थांबवते, अर्धसंवाहक फॅब्सच्या हृदयापासून क्षेत्राच्या बाजूपर्यंत.

तपमानाच्या पातळीच्या दिशेने तंत्रज्ञानाची प्रगती होत आहे, अधिक अचूकता, आणि स्वच्छ प्रक्रिया, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन विज्ञान आणि बाजारपेठेतील प्रगतीसाठी एक महत्त्वपूर्ण सक्षमकर्ता म्हणून काम करत राहतील.

वितरक

ऑक्टोबर रोजी प्रगत सिरॅमिक्सची स्थापना केली 17, 2012, संशोधन आणि विकासासाठी वचनबद्ध एक उच्च-तंत्रज्ञान उपक्रम आहे, उत्पादन, प्रक्रिया, सिरेमिक संबंधित सामग्री आणि उत्पादनांची विक्री आणि तांत्रिक सेवा. आमच्या उत्पादनांमध्ये बोरॉन कार्बाइड सिरॅमिक उत्पादनांचा समावेश आहे परंतु ते इतकेच मर्यादित नाही, बोरॉन नायट्राइड सिरेमिक उत्पादने, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक उत्पादने, सिलिकॉन नायट्राइड सिरेमिक उत्पादने, झिरकोनियम डायऑक्साइड सिरेमिक उत्पादने, इ. तुम्हाला स्वारस्य असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधा.([email protected])
टॅग्ज: क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स, सिरेमिक डिश, सिरेमिक पाइपिंग

सर्व लेख आणि चित्रे इंटरनेटवरून आहेत. काही कॉपीराइट समस्या असल्यास, कृपया हटवण्यासाठी वेळेत आमच्याशी संपर्क साधा.

आमची चौकशी करा