Керамични рефлектори за лазерно заваряване с висока отразяваща способност, кухина от 99% алуминиева керамика

1.1 Общо въведение

1.2 Химичен състав и микроструктура

• Високочиста еднофазна плътна алумина керамика, основен състав Al₂O₃ ≥99 % , комбинирана със следови добавки за спекване, за формиране на плътна кристална връзка;
• Плътно спекнато тяло с нулево абсорбиране на вода , гладки вътрешни и външни повърхности, добра въздушна непроницаемост и ниско вътрешно отделяне на газове при работни условия с високи температури от лазер;
• Обемната плътност достига 3,75 g/cm³ , стабилна кристална структура без скрити пукнатини и отлична повърхностна отражателност за отразяване на лазерния лъч.

2. Производствен процес

2.1 Дозиране и смесване на суровини

2.2 Спечаване при висока температура

2.3 Прецизно леене / екструзионно формоване и контролирано охлаждане

2.4 Контролирана топлинна обработка за довършване

2.5 Рязане на заготовките и формиране на запаси

3. Основен профил на експлоатационните характеристики

3.1 Доминираща топлинна производителност (дефинираща характеристика за лазерна кухина)

• Умерена топлопроводимост от 25 W/(m·K) при 30 °C , бързо отвежда локалното топлинно натрупване, предизвикано от лазерното облъчване, за да се избегне локална абразия на стената на кухината;
• Дълготрайна непрекъсната експлоатационна температура до 1200 ℃ , мигновена максимална температурна устойчивост до 1400 ℃;
• Отлична устойчивост на топлинен шок, устойчива на бързата редуване на студено и горещо, предизвикана от включването и изключването на лазера, без пукнатини или структурна деформация на кухината;
• Стабилни свойства на термично разширение с фиксирана стойност на коефициента на термично разширение (CTE), съвместими с термичното разширение на повечето метални части за надеждна сглобка и запояване с меден сплав.

3.2 Отлична електрическа изолация

• Ултрависока обемна резистивност ≥10¹⁴ Ω·cm в целия работен температурен и честотен диапазон;
• Висока диелектрична якост до 20 kV/mm, стабилна диелектрична проницаемост от 10 (1 MHz, 25 ℃) , ниски диелектрични загуби, подходяща за изолационните изисквания на високочестотни и високоволтови лазерни устройства;
• Изолационните свойства остават стабилни при дълготрайна експлоатация при висока температура, значително по-добри от тези на пластмасовите части, които лесно стареят и се разлагат под топлинно въздействие.

3.3 Химическа и вакуумна съвместимост

• Устойчив към повечето киселини , алкални метали, органични разтворители и масла; корозират се само от флуороводородна киселина и силно разтопени алкални метали;
• Екстремно нисък коефициент на изпаряване след високотемпературно изпичане, компактна плътна структура без затворени пори, подходяща за стабилна употреба при вакуумно лазерно заваряване и оптични вакуумни устройства
• Добра радиационна стойкост срещу облъчване с рентгенови и гама-лъчи, приложима за лазерна обработка и прецизно оптично изпитване.

3.4 Механични и безопасностни характеристики

• Резултантна якост при огъване ≥330 MPa, модул на еластичност 370 GPa , висока конструкционна твърдост за съпротива срещу ударните напрежения, предизвикани от термичния шок на лазера;
• Викерсова твърдост до 1800 HV , по-добра износостойкост от керамиката AlN, дълъг срок на експлоатация при работни условия с вътрешно лазерно отражение и ерозия от въздушен поток;
• Безопасен неорганичен керамичен материал, несъдържа летливи органични вещества, чист и без замърсяване за сглобяване на лазерно, електронно и прецизно оборудване.

4. Основни ограничения

• Не се препоръчва за продължителна непрекъсната експлоатация при температури над 1200℃;
• Средата с флуороводородна киселина предизвиква бавна корозия и повърхностно травиране на алуминиевата керамика;
• Топлопроводимостта му е значително по-ниска от тази на керамиката от нитрид на алуминий и не е предпочитан материал за компоненти, изискващи свръхбързо отвеждане на топлина;
• Крехкостта на керамичния материал го прави уязвим към разрушаване и пукане при силни концентрирани ударни сили.

5. Основни промишлени приложения

5.1 Лазерно заваряване и лазерно оборудване

5.2 Високоволтово електрооборудване и електронно оборудване

5.3 Полупроводниково и вакуумно оборудване

5.4 Прецизни инструменти и механични фиксиращи устройства

5.5 Промишлена среда с висока температура

6. Позициониране на материали