1. Muundo wa Msingi na Sifa za Usanifu wa Keramik za Quartz
1.1 Usafi wa Kemikali na Mabadiliko ya Fuwele-hadi-Amofasi
(Keramik ya Quartz)
Kaure za Quartz, vile vile huitwa silika iliyounganishwa au quartz jumuishi, ni darasa la utendakazi wa hali ya juu si bidhaa asilia zinazotokana na dioksidi ya silicon (SiO MBILI) katika ultra-safi yake, yasiyo ya fuwele (amofasi) aina.
Tofauti na keramik za kawaida ambazo zinategemea mifumo ya polycrystalline, porcelaini za quartz zinatofautishwa na kutokuwepo kabisa kwa mipaka ya nafaka kama matokeo ya kung'aa kwao., mtandao wa isotropiki wa SiO ₄ tetrahedra uliounganishwa katika mtandao wa kiholela wa pande tatu.
Mfumo huu wa amofasi hupatikana kupitia kuyeyuka kwa halijoto ya juu kwa fuwele za quartz asilia au vitangulizi vya silika sanisi., kuzingatiwa na baridi ya haraka ili kuacha malezi.
bidhaa kusababisha ni pamoja na kawaida juu 99.9% SiO ₂, na vichafuzi kama vile vyuma vya alkali (Hiyo ⁺, K ⁺), alumini, na chuma kilichodumishwa kwa viwango vya kila-milioni ili kulinda uwazi wa macho, resistivity ya umeme, na ufanisi wa joto.
Ukosefu wa utaratibu wa muda mrefu huondoa vitendo vya anisotropic, kufanya keramik za quartz kuwa thabiti na zifanane kiufundi katika maagizo yote– faida muhimu katika utumizi wa usahihi.
1.2 Tabia ya Joto na Upinzani wa Mshtuko wa Joto
Miongoni mwa kazi zinazobainisha zaidi za keramik za quartz ni mgawo wao wa chini wa upanuzi wa joto. (CTE), kawaida karibu 0.55 × 10 ⁻⁶/ K kati 20 ° C na 300 °C.
Ukuaji huu wa karibu sufuri unatokana na Si rahisi– O– Pembe za dhamana katika mtandao wa amofasi, ambayo inaweza kurekebisha chini ya dhiki ya joto bila kuharibu, kuruhusu bidhaa kuhimili marekebisho ya kasi ya kiwango cha joto ambayo bila shaka yatapasua porcelaini au vyuma vya kitamaduni.
Keramik ya Quartz inaweza kustahimili mishtuko ya joto kupita kiasi 1000 °C, kama vile kuzamishwa moja kwa moja ndani ya maji baada ya kupata joto hadi viwango vya joto kali, bila fracturing au spalling.
Jengo hili linazifanya kuwa muhimu katika mipangilio ikijumuisha kupokanzwa mara kwa mara na mizunguko ya kupoeza, kama vile mifumo ya joto ya usindikaji wa semiconductor, vipengele vya anga, na mifumo ya taa yenye nguvu ya juu.
Aidha, kauri za quartz huweka uaminifu wa usanifu hadi viwango vya joto vya takribani 1100 ° C katika suluhisho la kudumu, na upinzani wa mfiduo wa moja kwa moja wa muda unakaribia 1600 ° C katika mazingira ajizi.
( Keramik ya Quartz)
Upinzani wa mshtuko wa zamani wa mafuta, wanaonyesha viwango vya juu vya joto vya kulainisha (~ 1600 °C )na upinzani bora kwa devitrification– ingawa mfiduo wa moja kwa moja wa muda mrefu umepita 1200 ° C inaweza kuanza kuunda uso hadi kwenye cristobalite, ambayo inaweza kuathiri nguvu za kiufundi kutokana na marekebisho ya wingi katika zamu za awamu.
2. Macho, Umeme, na Sifa za Kemikali za Kifaa cha Silika Iliyounganishwa
2.1 Uwazi wa Broadband na Maombi ya Picha
Keramik za quartz zinajulikana kwa upitishaji wao bora wa macho katika safu kubwa ya spooky., kuongeza muda kutoka kwa ultraviolet ya kina (UV) kwa ~ 180 nm kwa karibu-infrared (NA) kwa ~ 2500 nm.
Uwazi huu unaruhusiwa na ukosefu wa uchafu na homogeneity ya mtandao wa amorphous, ambayo hupunguza kuenea kwa mwanga na kunyonya.
Silika iliyounganishwa ya usafi wa hali ya juu, yanayotokana na hidrolisisi ya moto ya kloridi za silicon, pia hupata maambukizi ya juu ya UV na hutumiwa katika matumizi muhimu kama vile optics ya laser ya excimer, lenses za photolithography, na darubini za anga za juu.
Kikomo cha juu cha uharibifu wa nyenzo za laser– kupinga kuvunja chini ya uliokithiri pulsed laser mnururisho– huifanya kuwa kamili kwa mifumo ya leza yenye nishati ya juu inayotumika katika utafiti mseto na uchakataji wa kibiashara.
Zaidi ya hayo, otofluorescence yake ya chini na upinzani wa mionzi huhakikisha kuegemea katika upigaji ala wa kimatibabu, inayojumuisha spectrometers, Mifumo ya matibabu ya UV, na zana za kufuatilia nyuklia.
2.2 Utendaji wa Dielectric na Inertness ya Kemikali
Kutoka kwa mtazamo wa umeme, porcelaini za quartz ni vihami vya kipekee na upinzani wa wingi unazidi 10 ¹⁸ Ω · sentimita katika kiwango cha joto angani na dielectri ya mara kwa mara ya takribani 3.8 saa 1 MHz.
Tangent yao ya upotezaji wa dielectric iliyopunguzwa (jua 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.
Majengo haya yanabaki salama juu ya safu pana ya joto, tofauti na polima nyingi au porcelaini za kawaida ambazo hudhoofisha umeme chini ya dhiki ya joto na wasiwasi.
Kikemikali, porcelaini za quartz huonyesha ajizi ya kuvutia kwa asidi nyingi, yenye hidrokloriki, nitriki, na asidi sulfuriki, kutokana na utulivu wa Si– O dhamana.
Hata hivyo, wana hatari ya kushambuliwa na asidi hidrofloriki (HF) na antacids imara kama vile hidroksidi ya sodiamu moto, ambayo inaharibu Si– O– Si mtandao.
Reactivity hii ya utambuzi inatumiwa katika taratibu za utengenezaji mdogo ambapo etching kudhibitiwa kwa silika jumuishi inahitajika..
Katika mazingira ya kibiashara yenye fujo– kama vile kushughulikia kemikali, madawati ya mvua ya semiconductor, na utunzaji wa kioevu wa hali ya juu– kauri za quartz hufanya kazi kama bitana, tazama miwani, na vijenzi vya kinu ambapo uchafuzi unahitaji kupunguzwa.
3. Michakato ya Uzalishaji na Uhandisi wa Kijiometri wa Vipengele vya Kauri vya Quartz
3.1 Mikakati ya Kuyeyusha na Kutengeneza
Uzalishaji wa keramik ya quartz ni pamoja na mbinu nyingi maalum za kuyeyuka, kila moja kulengwa kwa usafi na mahitaji fulani ya matumizi.
Kuyeyuka kwa safu ya umeme hutumia mchanga wa quartz wa kiwango cha juu ulioyeyushwa kwenye kikapu cha shaba kilichopozwa na maji chini ya utupu au gesi ya ajizi., kujenga boules kubwa au zilizopo na bora ya mafuta na mitambo ya makazi au mali ya kibiashara.
Mchanganyiko wa moto, au usanisi wa mwako, inajumuisha kuchoma silicon tetrakloridi (SiCl ₄) katika moto wa hidrojeni-oksijeni, kuhamisha vipande vyema vya silika ambavyo vinaingia kwenye muundo wa uwazi– njia hii hutoa ubora wa juu wa macho na hutumiwa kwa silika iliyounganishwa ya syntetisk.
Kuyeyuka kwa plasma hutumia kozi tofauti, kutoa viwango vya halijoto ya juu zaidi na usindikaji usio na uchafuzi kwa matumizi maalum ya anga na ulinzi.
Inapoyeyuka, kauri za quartz zinaweza kutengenezwa kupitia utumaji wa usahihi, maendeleo ya centrifugal (kwa zilizopo), au CNC machining ya nafasi kabla ya sintered.
Kutokana na brittleness yao, machining wito kwa zana almasi na udhibiti makini ili kuzuia microcracking.
3.2 Usahihi wa Utengenezaji na Maeneo ya Usoo Kukamilika
Vipengee vya kauri vya quartz mara nyingi hutengenezwa moja kwa moja katika jiometri tata kama vile crucibles, mirija, viboko, madirisha, na vihami vilivyobinafsishwa kwa semiconductor, jua, na sekta za laser.
Usahihi wa dimensional ni muhimu, haswa katika utengenezaji wa semiconductor ambapo viharusi vya quartz na vyombo vya kengele vinahitaji kudumisha uwekaji sahihi na maelewano ya joto..
Ukamilishaji wa uso una jukumu muhimu katika ufanisi; sehemu za uso zilizong'aa hupunguza mtawanyiko wa nuru katika vipengee vya macho na kupunguza maeneo ya nukleo kwa utengano katika matumizi ya halijoto ya juu..
Kuchora kwa suluhu za HF zilizoakibishwa kunaweza kuunda mwonekano wa eneo la uso uliodhibitiwa au kuondoa tabaka zilizoharibiwa baada ya usindikaji..
Kwa kisafishaji cha utupu cha hali ya juu (UHV) mifumo, porcelaini za quartz husafishwa na kuoka ili kuondokana na gesi za uso-adsorbed, kuhakikisha utokaji wa gesi kidogo na utangamano na taratibu nyeti kama vile miale ya molekuli ya epitaksi nyepesi (MBE).
4. Matumizi ya Viwanda na Kisayansi ya Keramik za Quartz
4.1 Jukumu katika Semiconductor na Uzalishaji wa Photovoltaic
Keramik ya Quartz ni nyenzo za msingi katika ujenzi wa nyaya zilizoingizwa na seli za jua, ambapo hufanya kazi kama mirija ya tanuru, vyombo vya maji kaki (wanyonyaji), na vyumba vya kueneza.
Uwezo wao wa kustahimili joto katika vioksidishaji, kupunguza, au angahewa ajizi– pamoja na kupunguzwa kwa uchafuzi wa metali– hufanya mchakato fulani usafi na mavuno.
Katika utuaji wa mvuke wa kemikali (CVD) au oxidation ya joto, vipengele vya quartz huhifadhi utulivu wa dimensional na kusimama kwa kupigana, kulinda dhidi ya uharibifu wa kaki na usawa.
Katika uzalishaji wa jua, crucibles za quartz hutumiwa kupanua ingots za silicon za monocrystalline kupitia mchakato wa Czochralski., ambapo usafi wao moja kwa moja huathiri ubora wa juu wa umeme wa seli za jua za mwisho.
4.2 Matumizi katika Taa, Anga, na Ala za Uchambuzi
Katika kutokwa kwa nguvu ya juu (KUJIFICHA) taa na mifumo ya sterilization ya UV, bahasha za kauri za quartz zinajumuisha safu za plasma katika viwango vya joto vinavyozidi 1000 ° C wakati wa kusambaza UV na mwanga unaoonekana kwa ufanisi.
Upinzani wao wa mshtuko wa joto hulinda dhidi ya kushindwa wakati wa kuwasha mwanga na mizunguko ya kufungwa.
Katika anga, keramik ya quartz hutumiwa katika madirisha ya rada, kitengo cha kuhisi mali isiyohamishika, na mifumo ya ulinzi wa joto kwa sababu ya upungufu wao wa kudumu wa dielectric, uwiano wa juu wa nguvu-kwa-wiani, na usalama chini ya upakiaji wa aerothermal.
Katika kemia ya uchanganuzi na utafiti wa kisayansi wa maisha, mishipa ya silika iliyounganishwa ni muhimu katika chromatography ya gesi (GC) na electrophoresis ya capillary (CE), ambapo ajizi ya eneo husimamisha utangazaji wa sampuli na huhakikisha utengano sahihi.
Zaidi ya hayo, microbalances kioo cha quartz (QCMs), ambayo inategemea mali ya makazi ya piezoelectric ya quartz ya fuwele (tofauti na silika iliyounganishwa), tumia kaure za quartz kama nyumba za kinga na usaidizi wa kinga katika programu za wakati halisi za kuhisi watu wengi..
Kwa kumalizia, kauri za quartz zinasimama kwa njia panda ya aina moja ya ustahimilivu mkali wa joto, uwazi wa macho, na usafi wa kemikali.
Mfumo wao wa amofasi na maudhui ya juu ya wavuti ya SiO mbili huwezesha ufanisi katika angahewa ambapo nyenzo za kawaida huacha kufanya kazi, kutoka moyo wa vitambaa vya semiconductor hadi kando ya eneo.
Kama maendeleo ya teknolojia kuelekea viwango vya juu vya joto, usahihi bora, na taratibu safi zaidi, Kaure za quartz zitaendelea kufanya kazi kama kuwezesha muhimu kwa maendeleo katika sayansi na soko.
Msambazaji
Keramik ya hali ya juu ilianzishwa mnamo Oktoba 17, 2012, ni biashara ya hali ya juu iliyojitolea kwa utafiti na maendeleo, uzalishaji, usindikaji, mauzo na huduma za kiufundi za vifaa na bidhaa za jamaa za kauri. Bidhaa zetu ni pamoja na, lakini sio tu kwa Bidhaa za Kauri za Boron Carbide, Bidhaa za Kauri za Boron Nitride, Bidhaa za Kauri za Silicon Carbide, Bidhaa za Kauri za Nitridi za Silicon, Bidhaa za Kauri za Dioksidi ya Zirconium, nk. Ikiwa una nia, tafadhali jisikie huru kuwasiliana nasi.([email protected])
Lebo: Keramik ya Quartz, sahani ya kauri, mabomba ya kauri
Nakala na picha zote zinatoka kwa Mtandao. Ikiwa kuna masuala yoyote ya hakimiliki, tafadhali wasiliana nasi kwa wakati ili kufuta.
Tuulize