1. Tiwqn Pataki ati Iṣagbekalẹ ti Awọn ohun elo amọ Quartz
1.1 Crystalline vs. Silika ti a dapọ: Ti n ṣalaye Kilasi Ọja
(Sihin awọn ohun elo seramiki)
Quartz tanganran, Bakanna ti a mọ si quartz ti a dapọ tabi awọn ohun elo amọ silica, jẹ awọn ohun elo inorganic tuntun ti o jẹyọ lati kuotisi kristali mimọ-giga (SiO MEJI) ti o lọ nipasẹ ilana yo ati awin adapo lati se agbekale kan ipon, ti kii-gara (amorphous) tabi awọn ilana seramiki crystalline ni apakan.
Ko dabi awọn tanganran ibile bii alumina tabi zirconia, eyi ti o jẹ polycrystalline ati ki o ṣe soke ti ọpọ awọn ipele, awọn ohun elo amọ kuotisi jẹ akọkọ ti ohun alumọni silikoni ni nẹtiwọọki ti awọn ọna ṣiṣe SiO mẹrin ti iṣakojọpọ tetrahedrally., ipese mimọ kemikali to dayato– nigbagbogbo pupọju 99.9% SiO ₂.
Awọn iyato laarin ese kuotisi ati kuotisi porcelains mitari lori processing: nigba ti dapọ quartz jẹ ojo melo kan patapata amorphous gilasi ni idagbasoke nipasẹ sare itutu ti yanrin liquified, awọn tanganran quartz le kan pẹlu crystallization ti ofin (iyapa) tabi sisọ awọn lulú quartz ti o dara lati ṣaṣeyọri polycrystalline ti o dara tabi gilaasi-seramiki microstructure pẹlu imudara agbara ẹrọ.
Ọna arabara yii darapọ igbona ati iduroṣinṣin kemikali ti yanrin ti o dapọ pẹlu agbara kiraki ti o ni igbega ati aabo onisẹpo labẹ ẹru ẹrọ..
1.2 Gbona ati Kemikali Iduroṣinṣin Mechanisms
Iṣe iyasọtọ ti awọn tanganran quartz ni awọn agbegbe to gaju wa lati inu covalent Si– Eyin ìde ti o ṣẹda a onisẹpo mẹta nẹtiwọki pẹlu ga mnu agbara (~ 452 kJ/mol), ti n funni ni resistance iyalẹnu si ibajẹ gbona ati idasesile kemikali.
Awọn ọja wọnyi ṣe afihan onisọdipúpọ idinku iyasọtọ ti imugboroosi igbona– nipa 0.55 × 10 ⁻⁶/ K ju iwọn 20 lọ– 300 ° C– ṣiṣe wọn pupọ sooro si mọnamọna gbona, abuda to ṣe pataki ninu awọn ohun elo ti o kan gigun kẹkẹ iwọn otutu iyara.
Wọn tọju iduroṣinṣin ti ayaworan lati awọn ipele iwọn otutu cryogenic titi de 1200 ° C ni afẹfẹ, ati tun tobi ni awọn agbegbe inert, ṣaaju ki rirọ bẹrẹ ni ayika 1600 ° C.
Awọn ohun elo amọ Quartz jẹ inert si ọpọlọpọ awọn acids, pẹlu hydrochloric, nitric, ati sulfuric acids, nitori aabo ti SiO meji nẹtiwọki, biotilejepe wọn wa ninu ewu si ikọlu nipasẹ hydrofluoric acid ati awọn alkalis ti o lagbara ni awọn ipele iwọn otutu ti o ga.
Yi kemikali resilience, ni idapo pelu ga itanna resistivity ati ultraviolet (UV) ìmọ, jẹ ki wọn dara julọ fun lilo ninu sisẹ semikondokito, ga-otutu ileru, ati opitika awọn ọna šiše fara si awọn iwọn ipo.
2. Awọn ilana iṣelọpọ ati Iṣakoso Microstructural
( Sihin awọn ohun elo seramiki)
2.1 Yiyọ, Sintering, ati Awọn ipa ọna Devitrification
Ṣiṣejade ti awọn ohun elo amọ kuotisi pẹlu awọn imuposi mimu igbona to ti ni ilọsiwaju ni idagbasoke lati daabobo mimọ lakoko ṣiṣe sisanra ti o fẹ ati microstructure.
Ọna kan ti o wọpọ jẹ yo arc itanna ti iyanrin quartz mimọ-giga, atẹle nipa itutu agbaiye iṣakoso lati ṣẹda awọn ingots quartz ti a ṣepọ, eyi ti o le lẹhin ti o wa ni machined sinu eroja.
Fun sintered quartz amọ, submicron quartz powders ti wa ni compacted nipasẹ isotatic titari ati sintered ni awọn ipele otutu laarin 1100 ° C ati 1400 ° C, ti o wọpọ pẹlu awọn eroja ti o kere lati ṣe igbelaruge iwuwo laisi fifa idagbasoke ọkà pupọ tabi iyipada ipele.
Idiwo to ṣe pataki ni sisẹ jẹ mimọ kuro ninu iyapa– isọdọkan lẹẹkọkan ti gilasi silica metastable ọtun sinu cristobalite tabi awọn ipele tridymite– eyi ti o le ṣe ewu resistance mọnamọna gbona nitori awọn iyipada iwọn didun lakoko awọn iyipada ipele.
Awọn olupilẹṣẹ gba iṣakoso ipele iwọn otutu kan pato, awọn ọna air karabosipo waye, ati awọn dopants bii boron tabi titanium lati bori isunmi ti aifẹ ati ṣetọju amorphous ti o ni aabo tabi microstructure ti o dara..
2.2 Isejade Afikun ati Isọda Apẹrẹ-Nitosi Net
Awọn idagbasoke aipẹ ni iṣelọpọ aropo seramiki (AM), paapa stereolithography (ILU SHANTY) ati Jetting Apapo, ti kosi laaye awọn ikole ti intricate kuotisi seramiki awọn ẹya ara ẹrọ jiometirika ga.
Ni awọn ilana wọnyi, Awọn ẹwẹ titobi yanrin ti wa ni idaduro ni idaduro ni ohun elo ti o ni imọra tabi ti a ti yan Layer-nipasẹ-Layer, ni ibamu pẹlu debinding ati ki o ga-otutu sintering lati se aseyori pipe densification.
Ọna yii dinku egbin ọja ati gba laaye ẹda ti awọn geometries eka– gẹgẹ bi awọn ikanni fluidic, opitika cavities, tabi gbona exchanger irinše– ti o wa ni nija tabi soro lati ni anfaani pẹlu boṣewa machining.
Awọn ilana iṣelọpọ lẹhin, ti o wa ninu isọku oru kẹmika (CVI) tabi sol-jeli finishing, ti wa ni lẹẹkọọkan fi lori aabo dada porosity ati ki o mu darí ati abemi toughness.
Awọn ilọsiwaju wọnyi n pọ si iwọn ohun elo ti awọn ohun elo amọ kuotisi ọtun sinu awọn ọna ṣiṣe micro-electromechanical (MEMS), lab-on-a-chip irinṣẹ, ati adani ga-otutu amuse.
3. Awọn abuda ti o wulo ati ṣiṣe ni Awọn agbegbe to gaju
3.1 Iṣalaye opiti ati Awọn isesi Dielectric
Awọn ohun elo amọ Quartz ṣe afihan awọn ile opiti pataki, pẹlu ga gbigbe ni ultraviolet, akiyesi, ati isunmọ-infurarẹẹdi julọ.Oniranran (lati ~ 180 nm si 2500 nm), ṣiṣe wọn pataki ni UV lithography, lesa awọn ọna šiše, ati aaye-orisun Optics.
Ṣiṣii yii waye lati isansa ti awọn iyipada bandgap itanna ni ọna ti o han UV ati pipinka kekere pupọ bi abajade isokan ati porosity kekere..
Ni afikun, wọn ni awọn ile dielectric to dara julọ, pẹlu kan kekere dielectric ibakan (~ 3.8 ni 1 MHz) ati pupọ diẹ dielectric pipadanu, gbigba wọn laaye bi awọn eroja idabobo ni igbohunsafẹfẹ giga-giga ati awọn eto oni-nọmba agbara-giga, gẹgẹbi awọn itọsọna igbi radar ati awọn reactors pilasima.
Agbara wọn lati ṣetọju idabobo itanna ni awọn ipele iwọn otutu ti o ga dara julọ ṣe alekun iduroṣinṣin ti a wa lẹhin awọn agbegbe itanna.
3.2 Awọn iṣe ẹrọ ati Itọju Igba pipẹ
Ni p wọn ga brittleness– a wọpọ didara laarin awọn tanganran– kuotisi tanganran ṣe afihan o tayọ darí toughness (flexural stamina to 100 MPa) ati iyasọtọ ti nrakò ni awọn iwọn otutu giga.
Iduroṣinṣin wọn (ni ayika 5,5– 6.5 lori Mohs asekale) yoo fun resistance to dada agbegbe abrasion, biotilejepe itọju ni lati mu jakejado awọn olugbagbọ pẹlu lati ṣe idiwọ ibajẹ tabi pipin lati awọn iṣoro oju ilẹ.
Agbara ilolupo jẹ afikun anfani pataki: kuotisi tanganran ko jade gaasi bosipo ni igbale regede, koju Ìtọjú bibajẹ, ati ṣetọju aabo onisẹpo lori ifihan gigun si gigun kẹkẹ gbona ati awọn eto kemikali.
Eyi jẹ ki wọn ṣe ojurere awọn ọja ni awọn iyẹwu iṣelọpọ semikondokito, aerospace sensosi, ati ohun elo iparun nibiti koti ati aise gbọdọ dinku.
4. Ilé iṣẹ́, Imọ-jinlẹ, ati Awọn ohun elo Imọ-ẹrọ dide
4.1 Semikondokito ati Photovoltaic Awọn solusan iṣelọpọ
Ni ile-iṣẹ semikondokito, awọn tanganran quartz wa ni ibi gbogbo ni awọn irinṣẹ mimu wafer, pẹlu alapapo eto Falopiani, agogo agogo, alailagbara, ati awọn ori iwẹ ti a ṣe ni lilo ninu isunmọ orule kemikali (CVD) ati pilasima etching.
Mimo wọn ṣe aabo fun idoti irin ti awọn wafer silikoni, lakoko ti aabo igbona wọn ṣe ipinpin iwọn otutu aṣọ kan jakejado awọn iṣe sisẹ iwọn otutu giga.
Ni fọtovoltaic tabi iṣelọpọ pv, Awọn paati kuotisi ni a lo ninu awọn igbona itankale ati awọn eto annealing fun iṣelọpọ batiri oorun, nibiti awọn akọọlẹ igbona igbagbogbo ati inertness kemikali ṣe pataki fun ipadabọ giga ati imunadoko.
Iwulo fun awọn wafers nla ati iṣelọpọ giga ti ṣe idagbasoke idagbasoke ti awọn ẹya seramiki kuotisi ultra-nla pẹlu isokan ti o pọ si ati idinku sisanra abawọn.
4.2 Ofurufu, Aabo, ati Quantum Modern Technology Assimilation
Beyond ise mu, Awọn tanganran quartz ni a lo ni awọn ohun elo aerospace gẹgẹbi awọn window atilẹyin rọkẹti, infurarẹẹdi domes, ati tun wọle awọn ẹya ọkọ ayọkẹlẹ bi abajade ti agbara wọn lati duro si awọn gradients gbona pupọ ati ẹdọfu aerodynamic.
Ni awọn ọna aabo, ṣiṣi wọn si radar ati awọn igbohunsafẹfẹ microwave jẹ ki wọn yẹ fun awọn radomes ati awọn ile sensọ.
Die laipe, awọn ohun elo amọ quartz ti wa awọn iṣẹ nitootọ ni awọn imotuntun titobi, nibiti imugboroosi igbona kekere-kekere ati ibaramu mimọ igbale giga ti nilo fun awọn caries ehín opiti deede, atomiki mu, ati superconducting qubit yara.
Agbara wọn lati dinku fifo igbona rii daju pe awọn akoko oye gigun ati deede wiwọn giga ni kọnputa kuatomu ati awọn eto oye.
Ni atunṣe, awọn tanganran quartz ṣe aṣoju ipa-ọna ti awọn ọja iṣẹ ṣiṣe giga ti o so ofo ni laarin awọn tanganran boṣewa ati awọn gilaasi amọja.
Wọn lẹgbẹ illa ti gbona iduroṣinṣin, ailagbara kemikali, opitika akoyawo, ati idabobo itanna ngbanilaaye awọn imọ-ẹrọ igbalode ti n ṣiṣẹ ni awọn opin ti ipele iwọn otutu, mimọ, ati konge.
Bi awọn imọ-ẹrọ iṣelọpọ ṣe dagbasoke ati nilo dagba fun awọn ohun elo pẹlu agbara ti iduro si awọn ipo ti o pọ si, awọn ohun elo amọ quartz yoo wa nibe lati mu iṣẹ ipilẹ ṣiṣẹ niwaju semikondokito akoko, agbara, ofurufu, ati kuatomu awọn ọna šiše.
5. Olupese
To ti ni ilọsiwaju Seramics da lori October 17, 2012, jẹ ile-iṣẹ imọ-ẹrọ giga ti o ṣe adehun si iwadii ati idagbasoke, iṣelọpọ, processing, tita ati imọ awọn iṣẹ ti seramiki ojulumo ohun elo ati awọn ọja. Awọn ọja wa pẹlu ṣugbọn kii ṣe opin si Awọn ọja seramiki Boron Carbide, Awọn ọja seramiki boron Nitride, Awọn ọja seramiki Silicon Carbide, Awọn ọja seramiki Silicon Nitride, Awọn ọja seramiki Dioxide Zirconium, ati be be lo. Ti o ba nife, jọwọ lero free lati kan si wa.([email protected])
Awọn afi: Sihin awọn ohun elo seramiki, seramiki satelaiti, seramiki fifi ọpa
Gbogbo awọn nkan ati awọn aworan wa lati Intanẹẹti. Ti o ba wa eyikeyi awọn ọran aṣẹ lori ara, jọwọ kan si wa ni akoko lati parẹ.
Beere wa