1. Kuvars Seramiklerin Temel Bileşimi ve Mimari Özellikleri
1.1 Kimyasal Saflık ve Kristalden Amorfa Değişim
(Kuvars Seramikleri)
Kuvars porselenleri, aynı şekilde birleştirilmiş silika veya entegre kuvars olarak da adlandırılır, silikon dioksitten kaynaklanan yüksek performanslı doğal olmayan ürünler sınıfıdır (SiO İKİ) ultra saflığında, kristal olmayan (amorf) tür.
Çok kristalli çerçevelere dayanan geleneksel seramiklerin aksine, Kuvars porselenleri, parlak olmalarının bir sonucu olarak tane sınırlarının tamamen bulunmaması ile farklılaşır., SiO ₄ tetrahedra'nın izotropik ağı, üç boyutlu isteğe bağlı bir ağda birleştirildi.
Bu amorf çerçeve, doğal kuvars kristallerinin veya sentetik silika öncüllerinin yüksek sıcaklıkta eritilmesiyle elde edilir., oluşumunu durdurmak için hızlı soğutma ile bağlı kalınır.
Ortaya çıkan ürün tipik olarak şunları içerir: 99.9% SiO ₂, alkali çelikler gibi eser miktarda kirletici içeren (bu ⁺, K ⁺), alüminyum, ve demir, optik netliği korumak için milyonda parça seviyesini korudu, elektrik direnci, ve termal verimlilik.
Uzun menzilli düzenin olmaması anizotropik eylemleri ortadan kaldırır, Kuvars seramiklerini tüm talimatlarda boyutsal olarak sabit ve mekanik olarak tutarlı hale getirmek– doğruluk uygulamalarında hayati bir avantaj.
1.2 Termal Davranış ve Termal Şoka Karşı Direnç
Kuvars seramiklerinin en belirgin fonksiyonları arasında olağanüstü derecede düşük termal genleşme katsayıları yer alır. (CTE), normalde etrafta 0.55 × 10 ⁻⁶/ K arası 20 °C ve 300 ° C.
Bu sıfıra yakın büyüme esnek Si'den kaynaklanmaktadır.– O– Amorf ağdaki Si bağ açıları, termal stres altında zarar vermeden ayarlanabilen, ürünün, geleneksel porselenleri veya çelikleri kesinlikle çatlatacak hızlı sıcaklık seviyesi ayarlamalarına dayanmasına olanak tanır.
Kuvars seramikleri termal şoklara çok daha dayanıklı olabilir 1000 ° C, ısıtılmış sıcaklık seviyelerine kadar ısıtıldıktan sonra suya doğrudan daldırma gibi, kırılmadan veya dökülmeden.
Bu bina, tekrarlanan ısıtma ve soğutma döngüleri dahil olmak üzere ortamlarda onları önemli kılmaktadır., yarı iletken işleme ısıtma sistemleri gibi, havacılık elemanları, ve yüksek yoğunluklu ışık sistemleri.
Ek olarak, Kuvars seramikler mimari dürüstlüğü kabaca sıcaklık seviyelerine kadar korur 1100 ° C sürekli çözeltide, geçici doğrudan maruz kalma direnci yaklaşırken 1600 İnert ortamlarda ° C.
( Kuvars Seramikleri)
Geçmiş termal şok direnci, yüksek yumuşama sıcaklığı seviyeleri sergilerler (~ 1600 ° C )ve devitrifikasyona karşı olağanüstü direnç– uzun vadeli doğrudan maruz kalma olsa da 1200 °C kristobalite doğru yüzey oluşumunu başlatabilir, faz kaymaları sırasında miktar ayarlamaları nedeniyle mekanik mukavemeti tehlikeye atabilecek.
2. Optik, Elektrik, Erimiş Silika Ekipmanlarının ve Kimyasal Nitelikleri
2.1 Geniş Bant Şeffaflığı ve Fotonik Uygulamalar
Kuvars seramikleri, geniş ve ürkütücü bir dizi boyunca olağanüstü optik iletimleriyle ünlüdür, derin ultraviyoleden uzanan (UV) ~'da 180 nm'den yakın kızılötesine (VE) ~'da 2500 nm.
Bu açıklığa, safsızlıkların olmaması ve amorf ağın homojenliği izin verir., ışığın yayılmasını ve emilimini en aza indiren.
Yüksek saflıkta sentetik birleştirilmiş silika, silikon klorürlerin alev hidrolizi yoluyla üretilir, ayrıca daha yüksek UV iletimi sağlar ve excimer lazer optiği gibi önemli uygulamalarda kullanılır., fotolitografi lensleri, ve uzay tabanlı teleskoplar.
Malzemenin yüksek lazer hasarı limiti– Aşırı darbeli lazer ışınımı altında bozulmaya karşı direnç– Kombinasyon araştırmalarında ve ticari işlemede kullanılan yüksek enerjili lazer sistemleri için mükemmel hale getirir.
Ek olarak, düşük otofloresansı ve radyasyon direnci, klinik enstrümantasyonda güvenilirliği garanti eder, Spektrometrelerden oluşan, UV arıtma sistemleri, ve nükleer izleme araçları.
2.2 Dielektrik Performansı ve Kimyasal İnertlik
Elektrik açısından, Kuvars porselenleri, miktar direncini aşan olağanüstü yalıtkanlardır. 10 ¹⁸ Ω · uzay sıcaklığı seviyesinde santimetre ve kabaca dielektrik sabiti 3.8 en 1 MHz.
Azaltılmış dielektrik kayıp tanjantı (ten rengi 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.
Bu binalar geniş bir sıcaklık aralığında güvende kalıyor, termal stres ve endişe altında elektriksel olarak zayıflayan çok sayıda polimer veya standart porselenin aksine.
Kimyasal olarak, kuvars porselenleri asitlerin çoğuna karşı etkileyici bir inertlik gösterir, hidroklorik içeren, nitrik, ve sülfürik asitler, Si'nin kararlılığı nedeniyle– Ey bağ.
yine de, hidroflorik asit saldırısına karşı savunmasızdırlar (HF) ve sıcak sodyum hidroksit gibi katı antasitler, Si'ye zarar veren– O– Si ağı.
Bu ayırt edici reaktivite, entegre silikanın kontrollü aşındırılmasının gerekli olduğu mikrofabrikasyon prosedürlerinde kullanılır..
Agresif ticari ortamlarda– kimyasal işleme gibi, yarı iletken ıslak banklar, ve yüksek saflıkta sıvı işleme– kuvars seramikleri astar işlevi görür, gözlükleri görmek, ve kirliliğin azaltılması gereken reaktör bileşenleri.
3. Kuvars Seramik Elemanlarının Üretim Süreçleri ve Geometrik Mühendisliği
3.1 Çözdürme ve Oluşturma Stratejileri
Kuvars seramiklerinin üretimi çok sayıda özel eritme yaklaşımını içerir, her biri belirli saflık ve uygulama taleplerine göre uyarlanmıştır.
Elektrik arkıyla eritme, vakum veya inert gaz altında su soğutmalı bakır potada eritilen yüksek saflıkta kuvars kumunun kullanılmasıyla gerçekleşir., Mükemmel termal ve mekanik konut veya ticari özelliklere sahip büyük toplar veya tüpler oluşturma.
Alev karışımı, veya yanma sentezi, silikon tetraklorürün yanmasını gerektirir (SiCl ₄) hidrojen-oksijen ateşinde, Sinterlenen ince silika parçalarının şeffaf bir ön kalıba aktarılması– bu yaklaşım en yüksek optik kaliteyi üretir ve sentetik birleştirilmiş silika için kullanılır.
Plazma eritme farklı bir yol kullanır, Belirli niş havacılık ve koruma uygulamaları için ultra yüksek sıcaklık seviyeleri ve kirlenmeden işleme olanağı sağlar.
Eritildiğinde, kuvars seramikleri hassas döküm yoluyla şekillendirilebilir, merkezkaç geliştirme (tüpler için), veya önceden sinterlenmiş alanların CNC ile işlenmesi.
Kırılgan olmaları nedeniyle, işleme, mikro çatlakları önlemek için elmas takımlar ve dikkatli kontrol gerektirir.
3.2 Hassas Üretim ve Yüzey Alanı Tamamlama
Kuvars seramik bileşenler sıklıkla potalar gibi karmaşık geometrilere dönüştürülür, tüpler, çubuklar, pencereler, ve yarı iletkenler için özelleştirilmiş izolatörler, güneş, ve lazer sektörleri.
Boyutsal hassasiyet kritik öneme sahiptir, özellikle kuvars tutucuların ve çan kapların hassas yerleştirme ve termal uyum sağlaması gereken yarı iletken üretiminde.
Yüzey tamamlama verimlilikte önemli bir görev oynuyor; cilalı yüzey alanları optik bileşenlerdeki ışık saçılımını azaltır ve yüksek sıcaklık uygulamalarında devitrifikasyon için çekirdeklenme bölgelerini azaltır.
Tamponlu HF çözümleriyle gravür, düzenlenmiş yüzey alanı görünümleri oluşturabilir veya işleme sonrasında hasarlı katmanlardan kurtulabilir.
Ultra yüksek elektrikli süpürge için (UHV) sistemler, Kuvars porselenler yüzeyde emilen gazlardan kurtulmak için temizlenir ve pişirilir, marjinal gaz çıkışını ve moleküler ışık epitaksi ışını gibi hassas prosedürlerle uyumluluğu garanti eder (MBE).
4. Kuvars Seramiklerin Endüstriyel ve Bilimsel Uygulamaları
4.1 Yarı İletken ve Fotovoltaik Üretimdeki Rolü
Kuvars seramikleri birleşik devrelerin ve güneş pillerinin yapımında temel malzemelerdir, fırın tüpleri olarak çalıştıkları yer, gofret deniz taşıtları (şüpheciler), ve difüzyon odaları.
Oksitleyici ısılara karşı dayanma yetenekleri, indirme, veya inert atmosferler– azaltılmış metalik kirlilik ile birleştiğinde– belirli bir süreç saflığı ve verimi sağlar.
Kimyasal buhar birikimi boyunca (CVD) veya termal oksidasyon, kuvars elementleri boyutsal stabiliteyi korur ve bükülmeye karşı dayanıklıdır, levha hasarına ve dengesizliğe karşı koruma.
Güneş enerjisi üretiminde, Kuvars potalar, Czochralski işlemi yoluyla monokristalin silikon külçeleri genişletmek için kullanılır, saflıklarının son güneş pillerinin elektrik kalitesini doğrudan etkilediği yer.
4.2 Işıklarda Kullanımı, Havacılık, ve Analitik Enstrümantasyon
Yüksek yoğunluklu deşarjda (HID) lambalar ve UV sterilizasyon sistemleri, Kuvars seramik zarflar, sıcaklık seviyelerini aşan plazma arklarından oluşur. 1000 UV ve gözle görülür ışığı verimli bir şekilde iletirken ° C.
Termal şok dirençleri, ışığın hızlı tutuşması ve kapanma döngüleri sırasında arızalara karşı koruma sağlar.
Havacılıkta, Radar pencerelerinde kuvars seramikler kullanılıyor, algılama ünitesi gayrimenkulleri, ve azaltılmış dielektrik sabitleri nedeniyle termal savunma sistemleri, yüksek mukavemet/yoğunluk oranı, ve aerotermal yükleme altında güvenlik.
Analitik kimya ve yaşam bilimi araştırmalarında, Gaz kromatografisinde birleştirilmiş silika damarları gereklidir (GC) ve kılcal elektroforez (CE), yüzey alanı eylemsizliğinin numune adsorpsiyonunu durdurduğu ve doğru ayrımı garanti ettiği yer.
Üstelik, kuvars kristali mikro terazileri (QCM'ler), kristalin kuvarsın piezoelektrik yerleşim özelliklerine bağlıdır (birleştirilmiş silikadan farklı), Gerçek zamanlı kütle algılama uygulamalarında kuvars porselenlerini koruyucu muhafazalar ve ekranlama yardımcıları olarak kullanın.
Sonuç olarak, Kuvars seramikleri, şiddetli termal direncin türünün tek örneği olan bir geçiş noktasıdır, optik açıklık, ve kimyasal saflık.
Amorf çerçeveleri ve yüksek SiO2 web içeriği, standart malzemelerin artık çalışmadığı ortamlarda verimliliği mümkün kılar, yarı iletken fabrikaların kalbinden alanın kenarına.
Teknoloji daha yüksek sıcaklık seviyelerine doğru ilerledikçe, daha iyi hassasiyet, ve daha temiz prosedürler, Kuvars porselenler bilimde ve pazarda ilerlemenin önemli bir sağlayıcısı olarak çalışmaya devam edecek.
Distribütör
Advanced Ceramics Ekim'de kuruldu 17, 2012, kendini araştırma ve geliştirmeye adamış yüksek teknolojiye sahip bir kuruluştur, üretme, işleme, seramik ilgili malzeme ve ürünlerin satışı ve teknik hizmetleri. Ürünlerimiz Bor Karbür Seramik Ürünleri içerir ancak bunlarla sınırlı değildir, Bor Nitrür Seramik Ürünleri, Silisyum Karbür Seramik Ürünler, Silisyum Nitrür Seramik Ürünler, Zirkonyum Dioksit Seramik Ürünler, vesaire. Eğer ilgileniyorsanız, lütfen bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.([email protected])
Etiketler: Kuvars Seramikleri, seramik tabak, seramik boru
Tüm makaleler ve resimler internetten alınmıştır. Herhangi bir telif hakkı sorunu varsa, silmek için lütfen zamanında bizimle iletişime geçin.
Bize soruşturma yapın