1. Përbërja themelore dhe atributet arkitekturore të qeramikës kuarci
1.1 Pastërtia kimike dhe ndryshimi kristalor në amorf
(Qeramikë kuarci)
Porcelane kuarci, quhet gjithashtu silicë e bashkuar ose kuarc i integruar, janë një klasë produktesh jo natyrale me performancë të lartë që rrjedhin nga dioksidi i silikonit (SiO DY) në e tij ultra të pastër, jo kristalore (amorfe) lloj.
Ndryshe nga qeramika konvencionale që mbështetet në korniza polikristaline, porcelanet e kuarcit dallohen nga mungesa e plotë e kufijve të kokrrizave si rezultat i shkëlqimit të tyre, rrjeti izotropik i tetraedrave SiO ₄ ngjitur në një rrjet arbitrar tredimensional.
Ky kuadër amorf arrihet përmes shkrirjes në temperaturë të lartë të kristaleve natyrale të kuarcit ose prekursorëve sintetikë të silicës., ngjitet nga ftohja e shpejtë për të ndaluar formimin.
Produkti që rezulton përfshin zakonisht mbi 99.9% SiO 2, me gjurmë ndotëse si çeliqet alkali (Kjo ⁺, K⁺), alumini, dhe hekuri ruajti nivelet e pjesëve për milion për të mbrojtur pastërtinë optike, rezistenca elektrike, dhe efikasitetin termik.
Mungesa e rendit me rreze të gjatë eliminon veprimet anizotropike, duke e bërë qeramikën e kuarcit dimensionalisht të qëndrueshme dhe mekanikisht të qëndrueshme në të gjitha udhëzimet– një avantazh jetik në aplikimet e saktësisë.
1.2 Sjellja termike dhe rezistenca ndaj goditjes termike
Ndër funksionet më specifike të qeramikës kuarci është koeficienti i tyre jashtëzakonisht i ulët i zgjerimit termik. (CTE), normalisht përreth 0.55 × 10 ⁻6/ K ndërmjet 20 ° C dhe 300 ° C.
Kjo rritje gati zero lind nga Si fleksibël– O– Këndet e lidhjes Si në rrjetin amorf, të cilat mund të përshtaten nën stresin termik pa dëmtuar, duke lejuar që produkti të përballojë rregullimet e shpejta të nivelit të temperaturës që sigurisht që do të plasnin porcelanët ose çeliqet tradicionale.
Qeramika e kuarcit mund të durojë goditjet termike që tejkalojnë 1000 ° C, të tilla si zhytja e drejtpërdrejtë në ujë pas ngrohjes në nivelet e temperaturës së nxehtë, pa thyerje apo gërvishtje.
Kjo ndërtesë i bën ato të rëndësishme në mjedise, duke përfshirë ciklet e përsëritura të ngrohjes dhe ftohjes, siç janë sistemet e ngrohjes me përpunim gjysmëpërçues, elementet e hapësirës ajrore, dhe sistemet e dritave me intensitet të lartë.
Përveç kësaj, Qeramikat e kuarcit ruajnë ndershmërinë arkitekturore deri në nivelet e temperaturës afërsisht 1100 ° C në tretësirë të vazhdueshme, me afrimin e rezistencës së përkohshme ndaj ekspozimit të drejtpërdrejtë 1600 ° C në ambiente inerte.
( Qeramikë kuarci)
Rezistenca e kaluar ndaj goditjes termike, shfaqin nivele të larta të temperaturës zbutëse (~ 1600 ° C )dhe rezistencë të jashtëzakonshme ndaj devitrifikimit– edhe pse ekspozimi i drejtpërdrejtë afatgjatë ka përfunduar 1200 ° C mund të fillojë formimin e sipërfaqes drejt në kristobalit, të cilat mund të komprometojnë forcën mekanike për shkak të rregullimeve të sasisë gjatë ndërrimeve fazore.
2. Optike, elektrike, dhe cilësitë kimike të pajisjeve të silicës së shkrirë
2.1 Transparenca e brezit të gjerë dhe aplikacionet fotonike
Qeramikat e kuarcit janë të njohura për transmetimin e tyre optik të jashtëzakonshëm në një grup të madh drithërues, duke u zgjatur nga ultravjollca e thellë (UV) në ~ 180 nm në infra të kuqe afër (DHE) në ~ 2500 nm.
Kjo hapje lejohet nga mungesa e papastërtive dhe homogjeniteti i rrjetit amorf, e cila minimizon përhapjen dhe thithjen e dritës.
Silicë e bashkuar sintetike me pastërti të lartë, gjenerohet nëpërmjet hidrolizës së flakës së klorureve të silikonit, arrin gjithashtu transmetim më të lartë UV dhe përdoret në aplikime të rëndësishme si optika me lazer excimer, lente fotolitografike, dhe teleskopët e bazuar në hapësirë.
Kufiri i lartë i dëmtimit të lazerit të materialit– duke rezistuar ndaj prishjes nën rrezatimin ekstrem të pulsit lazer– e bën atë të përsosur për sistemet lazer me energji të lartë të përdorura në kërkimin e kombinuar dhe përpunimit komercial.
Për më tepër, Autofluoreshenca e tij e ulët dhe rezistenca ndaj rrezatimit garantojnë besueshmëri në instrumentet klinike, i përbërë nga spektrometra, Sistemet e trajtimit UV, dhe mjetet e gjurmimit bërthamor.
2.2 Performanca Dielektrike dhe Inertiteti Kimik
Nga perspektiva elektrike, Porcelanët e kuarcit janë izolues të jashtëzakonshëm me rezistencë sasiore që tejkalon 10 18 Ω · centimetra në nivelin e temperaturës së hapësirës dhe një konstante dielektrike afërsisht 3.8 në 1 MHz.
Tangjentja e tyre e reduktuar e humbjes dielektrike (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.
Këto ndërtesa mbeten të sigurta në një grup të gjerë temperaturash, ndryshe nga polimerët e shumtë ose porcelanët standardë që dobësohen elektrikisht nën stresin termik dhe ankthin.
Kimikisht, Porcelanët e kuarcit shfaqin inertitet mbresëlënës ndaj shumicës së acideve, i përbërë nga klorhidrik, nitrik, dhe acidet sulfurike, për shkak të stabilitetit të Si– O lidhje.
gjithsesi, ato janë të ndjeshme ndaj sulmit nga acidi fluorik (HF) dhe antacidet e ngurta si hidroksidi i nxehtë i natriumit, të cilat dëmtojnë Si– O– Si rrjet.
Ky reaktivitet dallues përdoret në procedurat e mikrofabrikimit ku kërkohet gravurë e kontrolluar e silicës së integruar.
Në ambiente tregtare agresive– të tilla si trajtimi kimik, stola të lagur gjysmëpërçues, dhe trajtimin e lëngjeve me pastërti të lartë– Qeramika e kuarcit funksionon si veshje, syzet e pamjes, dhe komponentët e reaktorit ku ndotja duhet të pakësohet.
3. Proceset e prodhimit dhe inxhinieria gjeometrike e elementeve qeramike kuarci
3.1 Strategjitë e shkrirjes dhe formimit
Prodhimi i qeramikës kuarci përfshin qasje të shumta të specializuara të shkrirjes, secili i përshtatur për pastërtinë dhe kërkesat e veçanta të aplikimit.
Shkrirja e harkut elektrik përdor rërë kuarci me pastërti të lartë të shkrirë në një kavanoz bakri të ftohur me ujë nën vakum ose gaz inert, duke krijuar boule ose tuba të mëdhenj me prona të shkëlqyera termike dhe mekanike rezidenciale ose tregtare.
Përzierje e flakës, ose sinteza e djegies, përfshin djegien e tetraklorurit të silikonit (SiCl ₄) në një zjarr hidrogjen-oksigjen, duke transferuar fragmente të imta silice që shkrihen në një paraformë transparente– kjo qasje prodhon cilësinë më të lartë optike të lartë dhe përdoret për silicë sintetike të bashkuar.
Shkrirja e plazmës përdor një rrjedhë të ndryshme, duke dhënë nivele ultra të larta të temperaturës dhe përpunim pa kontaminim për aplikime specifike të hapësirës ajrore dhe mbrojtjes.
Kur shkrihet, Qeramika e kuarcit mund të formësohet nëpërmjet derdhjes me saktësi, në zhvillim centrifugale (për tuba), ose përpunimi me CNC të hapësirave të parasinteruara.
Për shkak të brishtësisë së tyre, përpunimi kërkon mjete diamanti dhe kontroll të kujdesshëm për të parandaluar mikroçarjen.
3.2 Saktësia e prodhimit dhe kompletimi i sipërfaqes
Komponentët qeramikë të kuarcit bëhen shpesh drejt e në gjeometri të ndërlikuara si p.sh., tuba, shufra, dritaret, dhe izolatorë të personalizuar për gjysmëpërçues, diellore, dhe sektorët e lazerit.
Saktësia dimensionale është kritike, veçanërisht në prodhimin e gjysmëpërçuesve ku suceptorët e kuarcit dhe kontejnerët e ziles duhet të ruajnë vendosjen e saktë dhe harmoninë termike.
Kompletimi i sipërfaqes luan një detyrë thelbësore në efikasitet; Sipërfaqet e lëmuara zvogëlojnë shpërndarjen e dritës në komponentët optikë dhe pakësojnë vendet e bërthamës për devitrifikimin në aplikime në temperaturë të lartë.
Gdhendja me solucione HF të izoluara mund të krijojë pamje të rregulluar të sipërfaqes ose të heqë qafe shtresat e dëmtuara pas përpunimit.
Për fshesë me korrent ultra të lartë (UHV) sistemeve, Porcelanët e kuarcit pastrohen dhe piqen për të hequr qafe gazrat e përthithur në sipërfaqe, garantimi i shkarkimit margjinal dhe përputhshmërisë me procedurat delikate si rrezja molekulare e epitaksisë së dritës (MBE).
4. Aplikime industriale dhe shkencore të qeramikës kuarc
4.1 Roli në prodhimin gjysmëpërçues dhe fotovoltaik
Qeramikat e kuarcit janë materiale themelore në ndërtimin e qarqeve të inkorporuara dhe qelizave diellore, ku punojnë si tuba furre, mjete ujore vafere (susceptorët), dhe dhomat e difuzionit.
Aftësia e tyre për të përballuar nxehtësinë në oksidim, duke u ulur, ose atmosfera inerte– kombinuar me ndotje të reduktuar metalike– bën pastërtinë dhe rendimentin e caktuar të procesit.
Gjatë gjithë depozitimit të avullit kimik (CVD) ose oksidimi termik, Elementet e kuarcit ruajnë qëndrueshmërinë dimensionale dhe i rezistojnë deformimit, duke mbrojtur kundër dëmtimit dhe çekuilibrit të vaferës.
Në prodhimin diellor, Krypat e kuarcit përdoren për të zgjeruar shufrat monokristaline të silikonit nëpërmjet procesit Czochralski, ku pastërtia e tyre drejtpërdrejt ndikon në cilësinë e lartë elektrike të qelizave të fundit diellore.
4.2 Përdorimi në Dritat, Hapësira ajrore, dhe Instrumentimi Analitik
Në shkarkim me intensitet të lartë (HID) llambat dhe sistemet e sterilizimit UV, Zarfat qeramike kuarci përbëhen nga harqe plazmatike në nivele të temperaturës që tejkalojnë 1000 ° C duke transmetuar me efikasitet UV dhe dritë të dukshme.
Rezistenca e tyre ndaj goditjes termike mbron nga dështimi gjatë cikleve të ndezjes dhe mbylljes së shpejtë të dritës.
Në hapësirën ajrore, Qeramika e kuarcit përdoret në dritaret e radarit, pronat e paluajtshme të njësisë sensore, dhe sistemet e mbrojtjes termike për shkak të konstantës së tyre të reduktuar dielektrike, raporti i lartë i forcës ndaj densitetit, dhe siguria nën ngarkesë aerotermale.
Në kiminë analitike dhe kërkimet shkencore të jetës, Venat e silicës së bashkuar janë të nevojshme në kromatografinë me gaz (GC) dhe elektroforeza kapilare (CE), ku inertiteti i sipërfaqes ndalon adsorbimin e mostrës dhe garanton ndarje të saktë.
Për më tepër, mikrobalancat e kristaleve të kuarcit (QCM), të cilat varen nga vetitë piezoelektrike të banimit të kuarcit kristalor (dallues nga silici i shkrirë), përdorni porcelanë kuarci si strehë mbrojtëse dhe ndihmë mbrojtëse në aplikacionet e ndjeshmërisë së masës në kohë reale.
Si përfundim, Qeramika e kuarcit përfaqëson një udhëkryq të veçantë me elasticitet të lartë termik, hapje optike, dhe pastërti kimike.
Kuadri i tyre amorf dhe përmbajtja e lartë e internetit me dy SiO mundësojnë efikasitet në atmosferat ku materialet standarde nuk punojnë, nga zemra e fabrikave gjysmëpërçuese në anën e zonës.
Me përparimin e teknologjisë drejt niveleve më të larta të temperaturës, saktësi më të mirë, dhe procedura më të pastra, Porcelanët e kuarcit do të vazhdojnë të punojnë si një mundësi thelbësore e avancimit në shkencë dhe treg.
distributor
Qeramika e avancuar e themeluar në tetor 17, 2012, është një ndërmarrje e teknologjisë së lartë e përkushtuar ndaj kërkimit dhe zhvillimit, prodhimit, përpunimi, shitjet dhe shërbimet teknike të materialeve dhe produkteve relative qeramike. Produktet tona përfshijnë, por pa u kufizuar në produkte qeramike me karabit bor, Produkte qeramike me nitrid bor, Produkte qeramike me karabit silikoni, Produkte qeramike silikoni nitride, Produkte qeramike me dioksid zirkoni, etj. Nëse jeni të interesuar, ju lutem mos ngurroni të na kontaktoni.([email protected])
Etiketa: Qeramikë kuarci, enë qeramike, tubacione qeramike
Të gjithë artikujt dhe fotot janë nga interneti. Nëse ka ndonjë problem me të drejtën e autorit, ju lutemi na kontaktoni në kohë për ta fshirë.
Na pyesni