Tyč z mechanicky opracovatelné sklokeramiky s nízkou hustotou pro elektrickou izolaci, obráběná tyč Macor

1. Přehled obráběné sklokeramiky

 1.1 Obecný úvod

M obráběná slídová sklokeramika  isa dvoufázový anorganický kompozit ,který spojuje tvarovatelnost skla s vysokoteplotní a izolační stabilitou pokročilých keramik. Často se označuje jako  sklokeramika kvůli své charakteristické mikrostruktuře velkých slídových krystalů, která umožňuje snadné mechanické řezání.

 1.2chemické složení a mikrostruktura

 • Dvoufázová struktura: přibližně 55 % krystalů fluoroflogopitu slídy rovnoměrně rozptýlených v matrici borosilikátového skla (45 %).

 • Slídové částice tvoří navzájem propojené vrstvené mikrokanálky; při řezání se trhliny odchylují podél slídových vrstev, čímž se zabrání katastrofálnímu rozbití – to je základní mechanismus její jedinečná obráběnost .

 • Plně hustý materiál bez otevřené pórovitosti, bílý, porcelánového vzhledu, s nepropustným hladkým povrchem.

 • Hustost: 2. 6g/cm3, lehčí - Ale to je alumínová keramika.

2. M výrobní proces

 2.1 Složení surovin

 Systém z alumín-borosilikátového skla s fluorovými přídatnými látkami pro tvorbu skleníku:

 • křemík (SiO2), oxid boritý (B2O3), hliník (Al2O3) prekurzory skleněné matrice

 • Sloučeniny hořčíku, draslíku, fluoru nukleující činidla pro fluorflogopitovou sklovinu (KMg3AlSi3O10F2)

 • Přísně proporcované, aby dosáhlo konečného poměru 55% krystalu slitiny / 45% zbytkové objemu skla.

 2.2 Sklo odolné vůči vysokým teplotám m tavení

Krok A: Zaveďte směs do žáruvzdorných tavících pecí při teplotě 1450–1550 °C.

 Krok B: Udržujte po dostatečně dlouhou dobu za účelem úplné homogenizace a odstranění bublin (fáze rafinace).

 Krok C: Vytvořte homogenní roztavené sklo bohaté na fluor.

 Krok D: Přesně řídte viskozitu taveniny pro bezchybné lití.

2.3 Lití a řízené chlazení (fáze separace fází)

 Krok A: Roztavené sklo nalijte do grafitových/kovových forem, abyste odlili velké pevné polotovary: desky, bloky a silné tyče.

Krok B: Pomalé, programované ochlazování vyvolává fázové oddělení kapalina–kapalina: nano-kapičky bohaté na fluor se rovnoměrně rozptýlí v základní borosilikátové skleněné matici.

 Krok C: Ochlazený polotovar má mléčně opaleskující vzhled a je zcela amorfní před krystalizací.

 Krok D: Odpuštění odlitých polotovarů odstraní vnitřní tepelné napětí a zabrání prasknutí při následném tepelném zpracování.

 2.4Řízené tepelné zpracování (keramizace)

Tento proces je k vyvolání řízené krystalizace fluoroflogopitu (slídového minerálu) uvnitř skleněného tělesa.

 2.5. Řezání polotovarů a tvorba polotovarů

Rozřezávání velkých keramických desek na standardní polotovary: listy, obdélníkové tyče, kulaté tyče, kotouče ;Broušení rovných povrchů na jednotné rozměrové normy pro komerční dodávku ;Kontrola vnitřních vad (praskliny, bubliny, nerovnoměrná krystalizace) pomocí ultrazvukového a vizuálního testování; odmítnutí vadných polotovarů. Tento polotovar je surovinou, která se posílá výrobcům komponent.

3. Hlavní výkonový profil

 3.1 Obrobitelnost (definiční vlastnost)

 • Lze zpracovávat standardními nástroji pro obrábění kovů z rychlořezné oceli nebo karbidu (soustruh, frézka, vrták, závitník, broušení, leštění) – pro základní tvarování nejsou potřebné drahé diamantové brusky.  

• Dosahuje ultra přesných rozměrových tolerancí až ±0,013 mm; zrcadlové leštění dosahuje drsnosti Ra < 0,013 μm.

 • Umožňuje výrobu jemných prvků: malé vnitřní závity (M1,2), tenké stěny, složité trojrozměrné geometrie bez praskání.

 • Rychlé výrobní vzorkování a nízké náklady na malé série ve srovnání se slinovanými technickými keramikami.

 3.2 Teplotní vlastnosti

 • Trvalá provozní teplota: 800 °C; krátkodobá odolnost proti špičkovým teplotám až do 1000 °C.

 • Vynikající odolnost proti tepelným šokům: odolává rychlé ochlazení přechodu z vysoké provozní teploty na pokojovou teplotu.

 • Nízká tepelná vodivost, čímž působí jako účinná tepelná bariéra pro vysoké teploty.

 • Nastavitelný nízký koeficient tepelné roztažnosti (CTE), kompatibilní pro pájení/utěsnění s běžnými kovy a optickým sklem.

 3.3 Elektrická izolace

 • Ultra-vysoký objemový elektrický odpor (10¹⁴–10¹⁵ Ω·cm za pokojové teploty) v širokém rozsahu teplot a frekvencí.

 •Vysoká dielektrická průbojnost (~45 kV/mm) a extrémně nízké dielektrické ztráty, ideální pro izolaci elektronických součástek vysokého napětí a vysoké frekvence.

 • Izolační vlastnosti zůstávají stabilní i při zvýšených teplotách, kde se polymery rozkládají.

 3.4 Chemická a vakuumová kompatibilita

 • Odolný vůči většině kyselin , zásadám, organickým rozpouštědlům a olejům; jedinými látkami, které ho poškozují, jsou kyselina fluorovodíková a roztavené alkalické kovy.

 • Ultra-nízká míra vývěvy po žíhání, žádné uzavřené plynné póry – plně kompatibilní s komorami pro ultra-vysoké vakuum (UHV) používanými v polovodičových a optických systémech.

 • Stabilní vůči ozáření (rentgenové záření, gama záření a částicové záření), vhodné pro jaderné a leteckozákladní prostředí.

 3.5 Mechanické vlastnosti a bezpečnost

 • Vysoká pevnost v tlaku (~3450 MPa), střední pevnost v tahu (~345 MPa); mikaové vrstvy zastavují šíření trhlin, čímž se zvyšuje houževnatost.

 • Netoxický, čistý anorganický materiál bez летuchých organických látek.

 • Prach vznikající při obrábění má mírně dráždivý účinek, vyžaduje proto standardní opatření pro větrání.

 4. Klíčová omezení

 • Nepoužívejte při dlouhodobém působení teplot nad 800 °C.

 • Citlivý na leptání kyselinou fluorovodíkovou.

 • Nižší tvrdost a odolnost proti opotřebení než keramika z oxidu hlinitého nebo karbidu křemíku pro aplikace s intenzivním abrasivním namáháním.

 5. Hlavní průmyslové aplikace

 5.1. Vakuum a polovodiče: Uchycení pro ultra-vysoké vakuum (UHV), izolační vložky pro průchodky, tepelné rozestupy, díly pro manipulaci s wafery.

 5.2. Letectví a kosmonautika: Nosné konstrukce pro senzory družic, tepelně izolační konzoly pro raketoplány, strukturální komponenty stabilní vůči radiaci.

 5.3. Vysokonapěťová elektronika: Těla cívek, izolátory napájecích zdrojů, rozestavy pro laserové rezonátory.

 5.4. Optika a přesné přístroje: Základny optických lavic, držáky zrcadel, montážní přípravky pro metrologii.

 5.5. Zdravotnictví a jaderný průmysl: Bloky pro testování účinku radiace, přesné montážní přípravky pro laboratoře bez rizika kontaminace, montážní přípravky pro stínění proti radiaci.

 6. Poloha materiálu

Obráběný keramický skleněný materiál je jedinečným mostem mezi plastovými, kovovými a sintrovanými keramickými materiály: poskytuje keramickou úroveň tepelné/ elektrické stability a zároveň zachovává rychlé a nízkonákladové obrábění měkkých kovů, čímž se stává preferovaným materiálem pro výrobu individuálních přesných dílů v malých a středních sériích, které jsou určeny pro provoz v náročných prostředích s vysokou teplotou, ve vakuu nebo za vysokého napětí.