पारदर्शक सिरेमिक: नेक्स्ट-जनरेशन फोटोनिक आणि स्ट्रक्चरल ऍप्लिकेशन्स ॲल्युमिना विटांसाठी पॉलीक्रिस्टलाइन अकार्बनिक सॉलिड्समध्ये इंजिनियरिंग लाइट ट्रान्समिशन

1. क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सची आवश्यक रचना आणि स्ट्रक्चरल आर्किटेक्चर

1.1 स्फटिक वि. फ्यूज्ड सिलिका: उत्पादन वर्ग परिभाषित करणे

(पारदर्शक सिरेमिक)

क्वार्ट्ज पोर्सिलेन, त्याचप्रमाणे विलीन केलेले क्वार्ट्ज किंवा फ्यूज्ड सिलिका सिरॅमिक्स म्हणून ओळखले जाते, उच्च-शुद्धतेच्या स्फटिकासारखे क्वार्ट्जपासून तयार केलेले नाविन्यपूर्ण अजैविक पदार्थ आहेत (SiO TWO) जे एक दाट विकसित करण्यासाठी नियमित वितळणे आणि कर्ज एकत्रीकरणातून जातात, स्फटिक नसलेले (आकारहीन) किंवा अंशतः क्रिस्टलीय सिरेमिक फ्रेमवर्क.

एल्युमिना किंवा झिरकोनिया सारख्या पारंपारिक पोर्सिलेनच्या विपरीत, जे पॉलीक्रिस्टलाइन आहेत आणि अनेक टप्प्यांनी बनलेले आहेत, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स मुख्यतः सिलिकॉन डायऑक्साइडच्या टेट्राहेड्रली समन्वयित SiO फोर सिस्टमच्या नेटवर्कमध्ये बनलेले असतात, उत्कृष्ट रासायनिक शुद्धता पुरवठा– वारंवार ओलांडणे 99.9% SiO ₂.

इंटिग्रेटेड क्वार्ट्ज आणि क्वार्ट्ज पोर्सिलेनमधील फरक प्रक्रियेवर अवलंबून असतो: तर फ्यूज्ड क्वार्ट्ज हा सामान्यत: लिक्विफाइड सिलिकाच्या जलद थंडीमुळे विकसित झालेला पूर्णपणे अनाकार काच असतो., क्वार्ट्ज पोर्सिलेनमध्ये नियमन केलेले क्रिस्टलायझेशन समाविष्ट असू शकते (विचलन) किंवा सुधारित यांत्रिक मजबुतीसह सूक्ष्म-दाणेदार पॉलीक्रिस्टलाइन किंवा ग्लास-सिरेमिक मायक्रोस्ट्रक्चर पूर्ण करण्यासाठी बारीक क्वार्ट्ज पावडरचे सिंटरिंग.

ही संकरित पद्धत फ्यूज्ड सिलिकाची थर्मल आणि रासायनिक स्थिरता आणि यांत्रिक लोड अंतर्गत वाढलेली क्रॅक मजबूती आणि आयामी सुरक्षितता एकत्र करते..

1.2 थर्मल आणि रासायनिक स्थिरता यंत्रणा

अत्यंत वातावरणात क्वार्ट्ज पोर्सिलेनची अपवादात्मक कामगिरी मजबूत सहसंयोजक Si पासून येते– उच्च बाँड ऊर्जेसह त्रिमितीय नेटवर्क तयार करणारे बंध (~ 452 kJ/mol), थर्मल बिघाड आणि रासायनिक स्ट्राइकसाठी आश्चर्यकारक प्रतिकार प्रदान करणे.

ही उत्पादने थर्मल विस्ताराचे अपवादात्मक कमी गुणांक प्रदर्शित करतात– बद्दल 0.55 × 10 ⁻⁶/ K श्रेणी 20 पेक्षा जास्त– 300 ° से– त्यांना थर्मल शॉकसाठी खूप प्रतिरोधक बनवते, जलद तापमान सायकलिंगचा समावेश असलेल्या ऍप्लिकेशन्समधील एक गंभीर वैशिष्ट्य.

ते क्रायोजेनिक तापमान पातळीपासून वास्तुशास्त्रीय अखंडता ठेवतात 1200 हवेत ° से, आणि निष्क्रिय वातावरणात देखील जास्त, मऊपणा सुरू होण्यापूर्वी 1600 ° से.

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स बहुतेक ऍसिडमध्ये जड असतात, हायड्रोक्लोरिकसह, नायट्रिक, आणि सल्फ्यूरिक ऍसिडस्, SiO दोन नेटवर्कच्या सुरक्षिततेमुळे, जरी त्यांना हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड आणि घन अल्कलींनी वाढलेल्या तापमानाच्या पातळीवर हल्ला होण्याचा धोका असतो..

हे रासायनिक लवचिकता, उच्च विद्युत प्रतिरोधकता आणि अल्ट्राव्हायोलेटसह एकत्रित (अतिनील) मोकळेपणा, त्यांना सेमीकंडक्टर प्रक्रियेत वापरण्यासाठी उत्कृष्ट बनवते, उच्च-तापमान भट्टी, आणि ऑप्टिकल प्रणाली अत्यंत परिस्थितीच्या संपर्कात आहेत.

2. उत्पादन प्रक्रिया आणि मायक्रोस्ट्रक्चरल नियंत्रण

( पारदर्शक सिरेमिक)

2.1 वितळणे, सिंटरिंग, आणि डेविट्रिफिकेशन मार्ग

क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सच्या उत्पादनामध्ये शुद्धता संरक्षित करण्यासाठी विकसित केलेल्या प्रगत थर्मल हाताळणी तंत्रांचा समावेश आहे आणि आवश्यक जाडी आणि सूक्ष्म संरचना पूर्ण करण्यासाठी.

एक सामान्य दृष्टीकोन म्हणजे उच्च-शुद्ध क्वार्ट्ज वाळूचे इलेक्ट्रिकल आर्क वितळणे, त्यानंतर एकात्मिक क्वार्ट्ज इंगॉट्स तयार करण्यासाठी नियंत्रित कूलिंग, जे नंतर घटकांमध्ये तयार केले जाऊ शकते.

सिंटर्ड क्वार्ट्ज सिरेमिकसाठी, सबमायक्रॉन क्वार्ट्ज पावडर आयसोस्टॅटिक पुशिंगद्वारे कॉम्पॅक्ट केले जातात आणि तापमानाच्या दरम्यान सिंटर केले जातात 1100 ° से आणि 1400 ° से, सामान्यत: किरकोळ घटकांसह घनतेला प्रोत्साहन देण्यासाठी जास्त धान्य विकास किंवा टप्प्यात बदल न करता.

प्रक्रियेतील एक अत्यावश्यक अडथळा म्हणजे डेव्हिट्रिफिकेशनपासून दूर राहणे– मेटास्टेबल सिलिका ग्लासचे उत्स्फूर्त संक्षेपण थेट क्रिस्टोबलाइट किंवा ट्रायडाइमाइट टप्प्यात– जे स्टेज बदलादरम्यान आवाजातील बदलांमुळे थर्मल शॉक रेझिस्टन्स धोक्यात आणू शकते.

उत्पादक विशिष्ट तापमान पातळी नियंत्रण नियुक्त करतात, जलद वातानुकूलन चक्र, आणि डोपेंट्स जसे की बोरॉन किंवा टायटॅनियम अवांछित कंडेन्सेशन वश करण्यासाठी आणि सुरक्षित अनाकार किंवा सूक्ष्म संरचना जतन करण्यासाठी.

2.2 जोड उत्पादन आणि जवळ-नेट-आकार फॅब्रिकेशन

सिरेमिक ऍडिटीव्ह उत्पादनातील अलीकडील घडामोडी (एएम), विशेषतः स्टिरिओलिथोग्राफी (शांती टाऊन) आणि बाईंडर जेटिंग, उच्च भौमितिक अचूकतेसह क्लिष्ट क्वार्ट्ज सिरेमिक भागांच्या बांधकामास प्रत्यक्षात परवानगी दिली आहे.

या प्रक्रियांमध्ये, सिलिका नॅनो पार्टिकल्स प्रकाशसंवेदनशील सामग्रीमध्ये किंवा निवडकपणे बांधलेले स्तर-दर-थर धरून ठेवले जातात, पूर्ण घनता प्राप्त करण्यासाठी डीबाइंडिंग आणि उच्च-तापमान सिंटरिंगद्वारे पालन केले जाते.

हा दृष्टिकोन उत्पादन कचरा कमी करतो आणि जटिल भूमिती तयार करण्यास परवानगी देतो– जसे की द्रवरूप वाहिन्या, ऑप्टिकल पोकळी, किंवा उबदार एक्सचेंजर घटक– जे आव्हानात्मक किंवा मानक मशीनिंगसह प्राप्त करणे कठीण आहे.

पोस्ट-प्रोसेसिंग तंत्र, रासायनिक बाष्प घुसखोरी होणारी (CVI) किंवा सोल-जेल फिनिशिंग, अधूनमधून सुरक्षित पृष्ठभागाच्या सच्छिद्रतेवर ठेवतात आणि यांत्रिक आणि पर्यावरणीय कणखरपणा सुधारतात.

या प्रगतीमुळे क्वार्ट्ज सिरेमिकचा वापर मायक्रो-इलेक्ट्रोमेकॅनिकल सिस्टीममध्ये वाढतो आहे. (MEMS), लॅब-ऑन-ए-चिप साधने, आणि सानुकूलित उच्च-तापमान फिक्स्चर.

3. अत्यंत वातावरणात उपयुक्त वैशिष्ट्ये आणि कार्यक्षमता

3.1 ऑप्टिकल पारदर्शकता आणि डायलेक्ट्रिक सवयी

क्वार्ट्ज सिरेमिक विशेष ऑप्टिकल घरे प्रदर्शित करतात, अतिनील मध्ये उच्च प्रसार समावेश, लक्षात येण्याजोगा, आणि जवळ-अवरक्त स्पेक्ट्रम (~ पासून 180 nm ते 2500 nm), त्यांना यूव्ही लिथोग्राफीमध्ये महत्त्वपूर्ण बनवते, लेसर प्रणाली, आणि स्पेस-आधारित ऑप्टिक्स.

हे मोकळेपणा यूव्ही-दृश्यमान ॲरेमध्ये इलेक्ट्रॉनिक बँडगॅप संक्रमणांच्या अनुपस्थितीमुळे आणि एकजिनसीपणा आणि कमी सच्छिद्रतेच्या परिणामी फारच कमी विखुरल्यामुळे उद्भवते..

याव्यतिरिक्त, त्यांच्याकडे उत्कृष्ट डायलेक्ट्रिक इमारती आहेत, कमी डायलेक्ट्रिक स्थिरांकासह (~ 3.8 येथे 1 MHz) आणि खूप कमी डायलेक्ट्रिक नुकसान, उच्च-फ्रिक्वेंसी आणि उच्च-शक्ती डिजिटल सिस्टममध्ये संरक्षण घटक म्हणून त्यांचा वापर करण्यास अनुमती देते, जसे की रडार वेव्हगाइड्स आणि प्लाझ्मा रिॲक्टर्स.

भारदस्त तापमान पातळीवर विद्युत पृथक् राखण्याची त्यांची क्षमता विद्युत वातावरणात शोधलेल्या अखंडतेला अधिक चांगल्या प्रकारे वाढवते.

3.2 यांत्रिक क्रिया आणि दीर्घकालीन टिकाऊपणा

त्यांच्या उच्च ठिसूळपणा असूनही– पोर्सिलेनमध्ये एक सामान्य गुणवत्ता– क्वार्ट्ज पोर्सिलेन उत्कृष्ट यांत्रिक कडकपणा प्रदर्शित करतात (पर्यंत लवचिक तग धरण्याची क्षमता 100 एमपीए) आणि उच्च तापमानात अपवादात्मक रेंगाळण्याची क्षमता.

त्यांचा खंबीरपणा (सुमारे 5.5– 6.5 मोह्स स्केलवर) पृष्ठभागाच्या घर्षणास प्रतिकार देते, जरी पृष्ठभागाच्या समस्यांमुळे होणारे नुकसान किंवा विभाजित प्रसार टाळण्यासाठी संपूर्ण व्यवहारात उपचार घ्यावे लागतील.

पर्यावरणीय कणखरपणा हा अतिरिक्त महत्त्वाचा फायदा आहे: क्वार्ट्ज पोर्सिलेन व्हॅक्यूम क्लिनरमध्ये नाटकीयरित्या बाहेर पडत नाहीत, रेडिएशनच्या नुकसानास प्रतिकार करा, आणि थर्मल सायकलिंग आणि रासायनिक सेटिंग्जच्या दीर्घकाळापर्यंत प्रदर्शनावर आयामी सुरक्षा जतन करा.

यामुळे त्यांना सेमीकंडक्टर फॅब्रिकेशन चेंबर्समधील उत्पादनांना पसंती मिळते, एरोस्पेस सेन्सर्स, आणि आण्विक उपकरणे जेथे दूषित होणे आणि अपयश कमी करणे आवश्यक आहे.

4. औद्योगिक, वैज्ञानिक, आणि उद्भवणारे तांत्रिक अनुप्रयोग

4.1 सेमीकंडक्टर आणि फोटोव्होल्टेइक मॅन्युफॅक्चरिंग सोल्यूशन्स

सेमीकंडक्टर उद्योगात, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन वेफर हाताळणी साधनांमध्ये सर्वव्यापी आहेत, हीटिंग सिस्टम ट्यूब्ससह, घंटा जार, susceptors, आणि शॉवर हेड्सचा वापर रासायनिक बाष्प जमा करण्यासाठी केला जातो (CVD) आणि प्लाझ्मा एचिंग.

त्यांची शुद्धता सिलिकॉन वेफर्सच्या धातूच्या दूषित होण्यापासून संरक्षण करते, त्यांची थर्मल सुरक्षा उच्च-तापमान प्रक्रिया क्रियांमध्ये विशिष्ट समान तापमान वितरण करते.

फोटोव्होल्टेइक किंवा पीव्ही मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये, क्वार्ट्जचे घटक सौर बॅटरी उत्पादनासाठी डिफ्यूजन हीटर्स आणि ॲनिलिंग सिस्टममध्ये वापरले जातात, जेथे स्थिर थर्मल खाते आणि रासायनिक जडत्व उच्च परतावा आणि परिणामकारकतेसाठी आवश्यक आहे.

मोठ्या वेफर्स आणि उच्च थ्रूपुटच्या गरजेमुळे प्रत्यक्षात अल्ट्रा-लार्ज क्वार्ट्ज सिरेमिक स्ट्रक्चर्सच्या विकासाला चालना मिळाली आहे ज्यात वाढीव एकजिनसीपणा आणि कमीत कमी दोष जाडी आहे..

4.2 एरोस्पेस, संरक्षण, आणि क्वांटम आधुनिक तंत्रज्ञान आत्मसात करणे

औद्योगिक हाताळणीच्या पलीकडे, क्वार्ट्ज पोर्सिलेनचा वापर एरोस्पेस ऍप्लिकेशन्समध्ये केला जातो जसे की रॉकेट सपोर्ट विंडो, इन्फ्रारेड घुमट, आणि अत्यंत थर्मल ग्रेडियंट्स आणि एरोडायनॅमिक टेंशनमध्ये उभे राहण्याच्या क्षमतेमुळे ऑटोमोबाईल पार्ट्स पुन्हा-एंट्री.

संरक्षण प्रणाली मध्ये, रडार आणि मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सीसाठी त्यांचा मोकळेपणा त्यांना रेडोम्स आणि सेन्सर हाउसिंगसाठी योग्य बनवतो.

अगदी अलीकडे, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्सने क्वांटम इनोव्हेशन्समध्ये कर्तव्ये निश्चित केली आहेत, जेथे अचूक ऑप्टिकल डेंटल कॅरीजसाठी अल्ट्रा-लो थर्मल विस्तार आणि उच्च व्हॅक्यूम क्लिनर अनुकूलता आवश्यक आहे, परमाणु झेल, आणि सुपरकंडक्टिंग क्यूबिट रूम.

थर्मल ड्रिफ्ट कमी करण्याची त्यांची क्षमता क्वांटम कॉम्प्युटर आणि सेन्सिंग सिस्टममध्ये दीर्घ आकलनक्षमता आणि उच्च मापन अचूकता सुनिश्चित करते..

संक्षेप मध्ये, क्वार्ट्ज पोर्सिलेन उच्च-कार्यक्षमतेच्या उत्पादनांचा एक कोर्स दर्शवतात जे मानक पोर्सिलेन आणि विशेष ग्लासेसमधील शून्यता जोडतात.

थर्मल स्थिरतेचे त्यांचे अतुलनीय मिश्रण, रासायनिक जडत्व, ऑप्टिकल पारदर्शकता, आणि इलेक्ट्रिक इन्सुलेशन आधुनिक तंत्रज्ञानास तापमान पातळीच्या मर्यादेवर कार्य करण्यास अनुमती देते, शुद्धता, आणि अचूकता.

जसजसे उत्पादन तंत्र विकसित होत आहे आणि वाढत्या अत्यंत परिस्थितींना उभे राहण्याची क्षमता असलेल्या सामग्रीसाठी वाढ आवश्यक आहे, क्वार्ट्ज सिरॅमिक्स सेमीकंडक्टरच्या वेळेपूर्वी मूलभूत कार्य करण्यासाठी राहतील, शक्ती, एरोस्पेस, आणि क्वांटम प्रणाली.

5. पुरवठादार

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: पारदर्शक सिरेमिक, सिरेमिक डिश, सिरेमिक पाइपिंग

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

आमची चौकशी करा