קוואַרץ סעראַמיקס: די הויך-ריין סיליקאַ מאַטעריאַל ינייבאַלז עקסטרעם טערמאַל און דימענשאַנאַל פעסטקייַט אין אַוואַנסירטע טעטשנאָלאָגיעס סעראַמיק שייַכעס

1. פונדאַמענטאַל זאַץ און אַרקאַטעקטשעראַל אַטריביוץ פון קוואַרץ סעראַמיקס

1.1 כעמישער ריינקייַט און קריסטאַליין-צו-אַמאָרפאַס ענדערונג

(קוואַרץ סעראַמיקס)

קוואַרץ פּאָרצעלייַ, likewise called merged silica or integrated quartz, are a class of high-performance not natural products stemmed from silicon dioxide (SiO TWO) in its ultra-pure, non-crystalline (אַמאָרפאַס) kind.

Unlike conventional ceramics that rely upon polycrystalline frameworks, quartz porcelains are differentiated by their complete absence of grain limits as a result of their lustrous, isotropic network of SiO ₄ tetrahedra adjoined in a three-dimensional arbitrary network.

This amorphous framework is attained through high-temperature melting of natural quartz crystals or synthetic silica precursors, adhered to by fast cooling to stop formation.

The resulting product includes typically over 99.9% SiO ₂, with trace pollutants such as alkali steels (Na ⁺, K ⁺), אַלומינום, and iron maintained parts-per-million levels to protect optical clearness, עלעקטריש רעסיסטיוויטי, און טערמאַל עפעקטיווקייַט.

די פעלן פון לאַנג-קייט סדר ילימאַנייץ אַניסאָטראָפּיק אַקשאַנז, מאכן קוואַרץ סעראַמיקס דימענשאַנאַל פעסט און מאַקאַניקלי קאָנסיסטענט אין אַלע ינסטראַקשאַנז– אַ וויטאַל מייַלע אין אַקיעראַסי אַפּלאַקיישאַנז.

1.2 טערמאַל נאַטור און קעגנשטעל צו טערמאַל קלאַפּ

צווישן די מערסט ספּעסאַפייינג פאַנגקשאַנז פון קוואַרץ סעראַמיקס איז זייער יקסעפּשנאַלי נידעריק קאָואַפישאַנט פון טערמאַל יקספּאַנשאַן (CTE), נאָרמאַלי אַרום 0.55 × 10 ⁻⁶/ ק צווישן 20 ° C און 300 ° סי.

דעם לעבן-נול וווּקס ערייזאַז פון די פלעקסאַבאַל סי– אָ– סי בונד אַנגלעס אין די אַמאָרפאַס נעץ, וואָס קענען סטרויערן אונטער טערמאַל דרוק אָן דאַמידזשינג, דערלויבט די פּראָדוקט צו וויטסטאַנד שנעל טעמפּעראַטור אַדזשאַסטמאַנץ וואָס וואָלט זיכער פּלאַצן טראדיציאנעלן פּאָרצעלייַס אָדער סטילז.

קוואַרץ סעראַמיקס קענען פאַרטראָגן טערמאַל שאַקס סערפּאַסינג 1000 ° סי, אַזאַ ווי גלייַך טבילה אין וואַסער נאָך וואָרמינג צו העאַטעד טעמפּעראַטור לעוועלס, אָן פראַקטשערינג אָדער ספּאַלינג.

דער בנין מאכט זיי וויכטיק אין סעטטינגס אַרייַנגערעכנט ריפּיטיד באַהיצונג און קאָאָלינג סייקאַלז, אַזאַ ווי סעמיקאַנדאַקטער פּראַסעסינג באַהיצונג סיסטעמען, אַעראָספּאַסע עלעמענטן, און הויך-ינטענסיטי לייץ סיסטעמען.

דערצו, קוואַרץ סעראַמיקס האַלטן אַרקאַטעקטשעראַל ערלעכקייט אַרויף צו טעמפּעראַטור לעוועלס פון בעערעך 1100 ° C אין קעסיידערדיק לייזונג, מיט צייַטווייַליק דירעקט ויסשטעלן קעגנשטעל אַפּראָוטשינג 1600 ° C אין ינערט אַמביאַנס.

( קוואַרץ סעראַמיקס)

פאַרגאַנגענהייַט טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל, זיי ויסשטעלונג הויך סאָפאַנינג טעמפּעראַטור לעוועלס (~ 1600 ° סי )און בוילעט קעגנשטעל צו דעוויטריפיקאַטיאָן– כאָטש לאַנג טערמין דירעקט ויסשטעלן איבער 1200 ° C קענען אָנהייבן ייבערפלאַך פאָרמירונג רעכט אין קריסטאָבאַליטע, וואָס קען קאָמפּראָמיס מעטשאַניקאַל שטאַרקייַט רעכט צו קוואַנטיטי אַדזשאַסטמאַנץ איבער פאַסע שיפץ.

2. אָפּטיש, עלעקטריקאַל, און כעמישער קוואַלאַטיז פון פוסעד סיליקאַ עקוויפּמענט

2.1 בראָדבאַנד דורכזעיקייַט און פאָטאָניק אַפּפּליקאַטיאָנס

קוואַרץ סעראַמיקס זענען באַרימט פֿאַר זייער בוילעט אָפּטיש טראַנסמיסיע איבער אַ גרויס ספּוקי מענגע, פּראָלאָנגינג פון די טיף אַלטראַווייאַליט (UV) בייַ ~ 180 נם צו די נאָענט ינפרערעד (און) בייַ ~ 2500 nm.

דעם אָופּאַננאַס איז ערלויבט דורך די פעלן פון ימפּיוראַטיז און די כאָומאַדזשיניאַטי פון די אַמאָרפאַס נעץ, וואָס מינאַמייזיז ליכט פארשפרייטן און אַבזאָרפּשאַן.

הויך-ריינקייַט סינטעטיש מערדזשד סיליקאַ, דזשענערייטאַד דורך פלאַם כיידראַלאַסאַס פון סיליציום קלאָריידז, דערגרייכט אויך העכער UV טראַנסמיסיע און איז געניצט אין וויכטיק אַפּלאַקיישאַנז אַזאַ ווי עקססימער לאַזער אָפּטיקס, פאָטאָליטאָגראַפי לענסעס, און פּלאַץ-באזירט טעלעסקאָפּן.

דער מאַטעריאַל ס הויך לאַזער שעדיקן שיעור– אַנטקעגנשטעלנ זיך ברעכן אַראָפּ אונטער עקסטרעם פּולסעד לאַזער יריידייישאַן– מאכט עס גאנץ פֿאַר הויך-ענערגיע לאַזער סיסטעמען געניצט אין קאָמבינאַציע פאָרשונג און געשעפט מאַשינינג.

אַדדיטיאָנאַללי, זייַן נידעריק אַוטאָפלורעסענסע און ראַדיאַציע קעגנשטעל גאַראַנטירן רילייאַבילאַטי אין קליניש ינסטראַמענטיישאַן, קאַנסיסטינג פון ספּעקטראָמאַטערז, UV באַהאַנדלונג סיסטעמען, און יאָדער טראַקינג מכשירים.

2.2 דיעלעקטריק פאָרשטעלונג און כעמישער ינערטנאַס

פון אַן עלעקטריש פּערספּעקטיוו, קוואַרץ פּאָרסעלאַינס זענען יקסעפּשאַנאַל ינסאַלייטערז מיט קוואַנטיטי רעסיסטיוויטי יקסידינג 10 ¹⁸ Ω · סענטימעטער אין פּלאַץ טעמפּעראַטור מדרגה און אַ דיעלעקטריק קעסיידערדיק פון בעערעך 3.8 בייַ 1 מהז.

זייער רידוסט דיעלעקטריק אָנווער טאַנגענט (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.

די בנינים בלייבן זיכער איבער אַ ברייט טעמפּעראַטור מענגע, ניט ענלעך פילע פּאָלימערס אָדער נאָרמאַל פּאָרסעלאַינס וואָס וויקאַן ילעקטריקלי אונטער טערמאַל דרוק און דייַגעס.

כעמישער, קוואַרץ פּאָרצעלייַס ווייַזן ימפּרעסיוו ינערטנאַס צו די מערהייַט פון אַסאַדז, קאַנסיסטינג פון הידראָטשלאָריק, ניטריק, און שוועבל אַסאַדז, רעכט צו דער פעסטקייַט פון די סי– אָ בונד.

פונדעסטוועגן, זיי זענען שפּירעוודיק צו באַפאַלן דורך הידראָפלואָריק זויער (העף) און האַרט אַנטאַסידז אַזאַ ווי הייס סאָדיום כיידראַקסייד, וואָס שעדיקן די סי– אָ– די נעץ.

די דיסערנינג ריאַקטיוואַטי איז געניצט אין מיקראָפאַבריקאַטיאָן פּראָוסידזשערז ווו קאַנטראָולד עטשינג פון ינאַגרייטיד סיליקאַ איז פארלאנגט.

אין אַגרעסיוו געשעפט ינווייראַנמאַנץ– אַזאַ ווי כעמישער האַנדלינג, סעמיקאַנדאַקטער נאַס בענטשעס, און הויך-ריינקייַט פליסיק האַנדלינג– קוואַרץ סעראַמיקס פונקציאָנירן ווי ליינינגז, קוק ברילן, און רעאַקטאָר קאַמפּאָונאַנץ ווו קאַנטאַמאַניישאַן דאַרפֿן צו זיין מינערד.

3. פּראָדוקציע פּראַסעסאַז און דזשיאַמעטריק אינזשעניריע פון ​​קוואַרץ סעראַמיק עלעמענטן

3.1 טאָינג און פאָרמינג סטראַטעגיעס

די פּראָדוקציע פון ​​קוואַרץ סעראַמיקס כולל פילע ספּעשאַלייזד מעלטינג אַפּראָוטשיז, יעדער טיילערד צו באַזונדער ריינקייַט און אַפּלאַקיישאַן פאדערונגען.

עלעקטריק קרייַזבויגן מעלטינג מאכט נוצן פון הויך-ריינקייַט קוואַרץ זאַמד טאָד אין אַ וואַסער-קולד קופּער קרוסאַבאַל אונטער וואַקוום אָדער ינערט גאַז, שאפן גרויס בולעס אָדער טובז מיט ויסגעצייכנט טערמאַל און מעטשאַניקאַל רעזידענטשאַל אָדער געשעפט פּראָפּערטיעס.

פלאַם צונויפגיסן, אָדער קאַמבאַסטשאַן סינטעז, ינטיילז ברענען סיליציום טעטראַטשלאָרידע (SiCl ₄) אין אַ הידראָגען-זויערשטאָף פייַער, טראַנספערינג פייַן סיליקאַ פראַגמאַנץ אַז סינטער אין אַ טראַנספּעראַנט פּרעפאָרם– דעם צוגאַנג טראגט די העכסטן אָפּטיש הויך קוואַליטעט און איז געניצט פֿאַר סינטעטיש מערדזשד סיליקאַ.

פּלאַזמע מעלטינג ניצט אַ אַנדערש קורס, געבן הינטער-הויך טעמפּעראַטור לעוועלס און קאַנטאַמאַניישאַן-פריי פּראַסעסינג פֿאַר ספּעציפיש נישע אַעראָספּאַסע און שוץ אַפּלאַקיישאַנז.

ווען צעלאָזן, קוואַרץ סעראַמיקס קענען זיין שייפּט דורך אַקיעראַסי קאַסטינג, סענטריפוגאַל דעוועלאָפּינג (פֿאַר טובז), אָדער קנק מאַשינינג פון פאַר-סינטערד ספּייסאַז.

צוליב זייער קרישלקייט, מאַשינינג רופט פֿאַר דימענט מכשירים און אָפּגעהיט קאָנטראָל צו פאַרמייַדן מיקראָקראַקקינג.

3.2 אַקיעראַסי מאַנופאַקטורינג און סערפאַסע שטח קאַמפּליטינג

קוואַרץ סעראַמיק קאַמפּאָונאַנץ זענען אָפט געמאכט רעכט אין ינטראַקאַט געאָמעטריעס אַזאַ ווי קרוסיבלע, טובז, ראַדז, פֿענצטער, און קאַסטאַמייזד ינסאַלייטערז פֿאַר סעמיקאַנדאַקטער, זונ, און לאַזער סעקטאָרס.

דימענשאַנאַל פּינטלעכקייַט איז קריטיש, ספּעציעל אין סעמיקאַנדאַקטער פּראָדוקציע ווו קוואַרץ סאַסעפּטערז און גלאָק קאַנטיינערז דאַרפֿן צו האַלטן גענוי פּלייסמאַנט און טערמאַל האַרמאָניע.

ייבערפלאַך קאַמפּליטינג פיעסעס אַ יקערדיק פליכט אין עפעקטיווקייַט; פּאַלישט ייבערפלאַך געביטן פאַרמינערן ליכט צעוואָרפן אין אָפּטיש קאַמפּאָונאַנץ און פאַרמינערן נוקלעאַטיאָן זייטלעך פֿאַר דעוויטריפיקאַטיאָן אין הויך-טעמפּעראַטור אַפּלאַקיישאַנז.

ינגרייווינג מיט באַפערעד HF סאַלושאַנז קענען מאַכן רעגיאַלייטאַד ייבערפלאַך שטח אַפּיראַנסאַז אָדער באַקומען באַפרייַען פון דאַמידזשד לייַערס נאָך מאַשינינג.

פֿאַר הינטער-הויך וואַקוום קלינער (UHV) סיסטעמען, קוואַרץ פּאָרסעלאַינס זענען קלינד און בייקט צו באַקומען באַפרייַען פון ייבערפלאַך-אַדסאָרבעד גאַסאַז, געראַנטיד מאַרדזשאַנאַל אַוטגאַססינג און קאַמפּאַטאַבילאַטי מיט יידל פּראָוסידזשערז ווי מאָלעקולאַר שטראַל פון ליכט עפּיטאַקסי (MBE).

4. ינדאַסטריאַל און וויסנשאפטלעכע אַפּפּליקאַטיאָנס פון קוואַרץ סעראַמיקס

4.1 ראָלע אין סעמיקאַנדאַקטער און פאָטאָוואָלטאַיק פּראָדוקציע

קוואַרץ סעראַמיקס זענען פונדאַמענטאַל מאַטעריאַלס אין די קאַנסטראַקשאַן פון ינקאָרפּערייטיד סערקאַץ און זונ - סעלז, ווו זיי אַרבעטן ווי אויוון טובז, ווייפער וואַסערקראַפט (סאַסעפּטערז), און דיפיוזשאַן טשיימבערז.

זייער פיייקייט צו האַלטן זיך קעגן היץ אין אַקסאַדייזינג, לאָוערינג, אָדער ינערט אַטמאָספערעס– קאַמביינד מיט רידוסט מעטאַלליק קאַנטאַמאַניישאַן– מאכט זיכער פּראָצעס ריינקייַט און טראָגן.

איבער כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD) אָדער טערמאַל אַקסאַדיישאַן, קוואַרץ עלעמענטן ופהיטן דימענשאַנאַל פעסטקייַט און שטיין אַרויף צו וואָרפּינג, פּראַטעקטינג קעגן ווייפער שעדיקן און ימבאַלאַנס.

אין זונ פּראָדוקציע, קוואַרץ קרוסיבלע זענען געניצט צו יקספּאַנד מאָנאָקריסטאַללינע סיליציום ינגגאַץ דורך די Czochralski פּראָצעס, ווו זייער ריינקייַט גלייַך אַפעקץ די עלעקטריק שפּיץ קוואַליטעט פון די לעצטע זונ - סעלז.

4.2 נוצן אין לייץ, אַעראָספּאַסע, און אַנאַליטיש ינסטראַמענטיישאַן

אין הויך-ינטענסיטי אָפּזאָגן (HID) לאמפן און ווו סטעראַליזיישאַן סיסטעמען, קוואַרץ סעראַמיק ענוואַלאָופּס צונויפשטעלנ זיך פון פּלאַזמע אַרקס בייַ טעמפּעראַטור לעוועלס סערפּאַסינג 1000 ° C בשעת טראַנסמיטינג ווו און באמערקט ליכט יפישאַנטלי.

זייער טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל פּראַטעקץ קעגן פיילינג בעשאַס שנעל ליכט יגנישאַן און קלאָוזשער סייקאַלז.

אין אַעראָספּאַסע, קוואַרץ סעראַמיקס זענען יוטאַלייזד אין ראַדאַר פֿענצטער, סענסינג אַפּאַראַט גרונטייגנס, און טערמאַל פאַרטיידיקונג סיסטעמען ווייַל פון זייער רידוסט דיעלעקטריק קעסיידערדיק, הויך שטאַרקייַט-צו-געדיכטקייַט פאַרהעלטעניש, און זיכערהייט אונטער אַעראָטהערמאַל לאָודינג.

אין אַנאַליטיש כעמיע און לעבן וויסנשאפטלעכע פאָרשונג, מערדזשד סיליקאַ וועינס זענען נייטיק אין גאַז קראָומאַטאַגראַפי (גק) און קאַפּאַלערי עלעקטראָפאָרעסיס (סע), ווו ייבערפלאַך געגנט ינערטנאַס סטאַפּס מוסטער אַדסאָרפּטיאָן און געראַנטיז פּינטלעך צעשיידונג.

דערצו, קוואַרץ קריסטאַל מיקראָבאַלאַנסעס (QCMs), וואָס אָפענגען אויף די פּיעזאָעלעקטריק רעזידענטשאַל פּראָפּערטיעס פון קריסטאַליין קוואַרץ (אָפּשיידנדיק פון מערדזשד סיליקאַ), נוצן קוואַרץ פּאָרצעלייַ ווי פּראַטעקטיוו כאַוזינגז און שילדינג אַסיסטאַנץ אין פאַקטיש-צייט מאַסע סענסינג אַפּלאַקיישאַנז.

אין מסקנא, קוואַרץ סעראַמיקס שטיין פֿאַר אַ איין-פון-אַ-מין קראָסוויי פון שטרענג טערמאַל ריזיליאַנס, אָפּטיש אָופּאַננאַס, און כעמישע ריינקייט.

זייער אַמאָרפאַס פריימווערק און הויך SiO צוויי וועב אינהאַלט געבן עפעקטיווקייַט אין אַטמאָספערעס ווו נאָרמאַל מאַטעריאַלס האַלטן ארבעטן, פון די האַרץ פון סעמיקאַנדאַקטער פאַבס צו די זייַט פון געגנט.

ווי טעכנאָלאָגיע אַדוואַנסמאַנץ צו העכער טעמפּעראַטור לעוועלס, בעסער פּינטלעכקייַט, און קלינער פּראָוסידזשערז, קוואַרץ פּאָרצעלייַס וועט פאָרזעצן צו אַרבעטן ווי אַ קריטיש ענייבאַלער פון העכערונג אין וויסנשאַפֿט און מאַרק.

דיסטריביאַטער

אַוואַנסירטע סעראַמיקס געגרינדעט אויף אקטאבער 17, 2012, איז אַ הויך-טעק פאַרנעמונג באגאנגען צו דער פאָרשונג און אַנטוויקלונג, פּראָדוקציע, פּראַסעסינג, סאַלעס און טעכניש באַדינונגס פון סעראַמיק קאָרעוו מאַטעריאַלס און פּראָדוקטן. אונדזער פּראָדוקטן ינקלודז אָבער ניט לימיטעד צו באָראָן קאַרבידע סעראַמיק פּראָדוקטן, באָראָן ניטריד סעראַמיק פּראָדוקטן, סיליציום קאַרבידע סעראַמיק פּראָדוקטן, סיליציום ניטריד סעראַמיק פּראָדוקטן, סעראַמיק פּראָדוקטן פון זירקאָניום דייאַקסייד, אאז"ו ו. אויב איר זענט אינטערעסירט, ביטע פילן פריי צו קאָנטאַקט אונדז.([email protected])
טאַגס: קוואַרץ סעראַמיקס, סעראַמיק שיסל, סעראַמיק פּייפּינג

אַלע אַרטיקלען און בילדער זענען פֿון דער אינטערנעץ. אויב עס זענען קיין קאַפּירייט ישוז, ביטע קאָנטאַקט אונדז אין צייט צו ויסמעקן.

אָנפרעג אונדז