ماشینکاری منحصر به فرد
• قابل پردازش با ابزارهای استاندارد کار با فلزات (تراشکاری، فرزکاری، متهکاری، ارهکاری، رزوهزنی، سنگزنی، صیقلدهی) – بدون نیاز به سنگهای الماسی مانند سرامیکهای سینترشده سنتی.
• نیازی به عملیات پساز پردازش (پخت یا آنیل) نیست، کاهش چشمگیر زمان تولید نمونههای اولیه و قطعات سفارشی.
• امکان ساخت اشکال پیچیده، رزوههای داخلی، دیوارههای نازک و ریزساختارهای ظریف را بدون ترکخوردن در حین برش فراهم میکند.
خواص حرارتی
• پایداری در دمای بالا: کاربرد مداوم در ۸۰۰ درجه سانتیگراد ، بار اوج کوتاه مدت تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد؛ بدون خزش، نرمشدن یا تغییر شکل دائمی در دماهای بالا
• هدایت حرارتی پایین، عملکرد قابل اعتماد به عنوان سدهای حرارتی با دمای بالا .
• مقاومت عالی در برابر ضربههای حرارتی: تحمل سردکردن سریع از ۸۰۰ درجه سانتیگراد تا دمای اتاق بدون ترکخوردگی.
حوزههای کاربردی معمول
تجهیزات نیمههادی، حاملهای سنسور هوافضا، قطعات محفظه خلأ،
فیکسچرهای دقیق، اجزای عایق ولتاژ بالا، پایههای ابزارهای نوری و غیره.
1. مروری بر شیشهسرامیک ماشینکاریپذیر
۱.۱ معرفی کلی
م شیشهسرامیک میکایی ماشینکاریپذیر isآمپر ترکیب معدنی دو فازی ,که قابلیت شکلدهی شیشه را با پایداری حرارتی و عایقی سرامیکهای پیشرفته ترکیب میکند. اغلب به دلیل ساختار ریزبلوری میکایی بزرگ و متمایز آن که امکان برش مکانیکی آسان را فراهم میکند، « شیشهسرامیک» نامیده میشود.
1.2ترکیب شیمیایی و ریزساختار
• ساختار دو فازی: حدود ۵۵ درصد بلورهای میکای فلوروفلوگوپیت بهصورت یکنواخت در ماتریکس شیشهای بوروسیلیکاتی با درصد ۴۵ قرار گرفتهاند.
• پولکهای میکا کانالهای ریز لایهای درهمتنیده را تشکیل میدهند؛ در هنگام برش، ترکها در امتداد لایههای میکا منحرف میشوند و از شکست ناگهانی و فاجعهبار جلوگیری میکنند—این امر مکانیسم اصلی پشت قابلیت ماشینکاری آن است. ماشینکاری منحصر به فرد .
مادهای متراکم کاملاً بدون تخلخل باز، سفید و مشابه پورسلین در حجم کلی و با سطحی صاف و غیرترکیبپذیر.
• تراکم: 2. 6g/cm3 روشن کننده تر اون آلومينيوم سراميک
2. M فرآیند تولید
2.1 دسته بندی و مخلوط مواد اولیه
سیستم شیشه ای آلومینیوم بوروسیلیکات با افزودنی فلورین برای تشکیل میکا:
• سیلیک (SiO2) ، اکسید بوریک (B2O3) ، آلومینا (Al2O3) پیشگامان ماتریس شیشه ای
• ترکیبات منیزیم، پتاسیم، فلور عوامل هسته ای برای مایک فلوروفلوگوپیت (KMg3AlSi3O10F2)
• به شدت متناسب با رسیدن به 55٪ کریستال مایکا نهایی / 45٪ حجم شیشه باقی مانده.
2.2 شیشه با دمای بالا متر ذوب
مرحله الف: مواد اولیه مخلوطشده را به کورههای ذوب مقاوم در برابر حرارت در دمای ۱۴۵۰ تا ۱۵۵۰ درجه سانتیگراد وارد کنید.
مرحله ب: مelt را بهمدت کافی نگهدارید تا همگنسازی کامل و حذف حبابها (مرحله تصفیه) انجام شود.
مرحله ج: شیشه مذاب همگن غنی از فلوئور تشکیل دهید.
مرحله د: ویسکوزیته مذاب را با دقت کنترل کنید تا ریختهگری بدون عیب انجام شود.
2.3 ریختهگری و خنکسازی کنترلشده (جداشدن فازها)
مرحله الف: شیشهٔ مذاب را در قالبهای گرافیتی یا فلزی بریزید تا قطعات بزرگ جامد (مانند تختهها، بلوکها و میلههای ضخیم) ساخته شوند.
مرحله ب: سردشدن آهسته و برنامهریزیشده باعث جدایی فاز مایع از مایع میشود: قطرات نانومتری غنی از فلوئور بهصورت یکنواخت درون پایهٔ شیشهای بوروسیلیکات پراکنده میشوند.
مرحله ج: قطعهٔ سردشده ظاهری کدر و آبیرنگ دارد و پیش از بلورینشدن کاملاً بیشکل است.
مرحله د: قطعات ریختهشده را آنیل کنید تا تنشهای حرارتی داخلی از بین رفته و از ترکخوردن در عملیات حرارتی بعدی جلوگیری شود.
2.4عملیات حرارتی کنترلشده (سرامینگ)
این فرآیند برای فعالسازی بلورینشدن کنترلشده فلوئوروفلوگوپیت میکا درون بدنهٔ شیشهای است.
2.5برش قطعه و شکلدهی به مواد اولیه
برش تختههای سرامیکی بزرگ به صورت تختهها، میلههای مستطیلی، میلههای گرد و دیسکهای نیمهتمام استاندارد ;صیقلدهی سطوح تخت تا رسیدن به استانداردهای ابعادی یکنواخت برای عرضه تجاری ;بازرسی نواقص داخلی (ترکها، حبابها، بلورینهشدن نامنظم) با استفاده از آزمونهای اولتراسونیک و بصری؛ رد کردن قطعات ناقص. این مواد نیمهتمام، مواد اولیهای هستند که به تولیدکنندگان قطعات ارسال میشوند.
۳. مشخصات عملکردی اصلی
3.1 قابلیت ماشینکاری (ویژگی تعریفکننده)
• قابلیت پردازش با ابزارهای استاندارد فلزکاری از جنس فولاد سرعت بالا یا کاربید (ماشین تراش، فرز، مته، رزوهزن، صیقلزن و پولیش) — بدون نیاز به صیقلزنهای الماسی گرانقیمت برای شکلدهی اولیه.
• دستیابی به تحمل ابعادی فوقالعاده دقیق تا ±۰٫۰۱۳ میلیمتر؛ صیقلدهی آینهای منجر به ضریب زبری سطح (Ra) کمتر از ۰٫۰۱۳ میکرومتر میشود.
• امکان ساخت ویژگیهای ظریف: رزوههای داخلی بسیار ریز (M1.2)، دیوارههای نازک و اشکال هندسی سهبعدی پیچیده بدون ایجاد ترک.
• ساخت نمونههای اولیه سریع و هزینه پایین برای تولید انبوه کوچک در مقایسه با سرامیکهای فنی تراکمشده.
3.2 خواص حرارتی
• دمای کار مداوم: ۸۰۰ درجه سانتیگراد؛ مقاومت در برابر دمای اوج کوتاهمدت تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد.
• مقاومت عالی در برابر ضربه حرارتی: تحمل سردشدن سریع از دمای کار بالا تا دمای اتاق.
• رسانایی حرارتی پایین، بهعنوان مانع حرارتی مؤثر در دماهای بالا عمل میکند.
• ضریب قابل تنظیم انبساط حرارتی (CTE) بسیار پایین، سازگان با فرآیندهای لحیمکاری/درزگیری با فلزات رایج و شیشههای نوری.
3.3 عایق الکتریکی
• مقاومت حجمی بسیار بالا (۱۰۱۴ تا ۱۰۱۵ اهم·سانتیمتر در دمای اتاق) در محدوده گستردهای از دما و فرکانس.
•مقاومت دی الکتریکی بالا (~۴۵ کیلوولت بر میلیمتر) و تلفات دیالکتریک بسیار پایین، مناسب برای عایقبندی الکترونیکی با ولتاژ و فرکانس بالا.
• عملکرد عایقی بدون تغییر در دماهای بالا باقی میماند، در حالی که پلیمرها تخریب میشوند.
3.4 سازگاری شیمیایی و خلأ
• در برابر اکثر اسیدها مقاوم است , بازها، حلالهای آلی و روغنها؛ تنها در برابر اسید هیدروفلوئوریک و فلزات قلیایی مذاب آسیبپذیر است.
• نرخ خروج گاز بسیار پایین پس از عملیات پخت (بیکینگ)، بدون وجود منافذ محبوسشده گاز — کاملاً سازگان با محفظههای خلأ فوقالعاده بالا (UHV) در سیستمهای نیمههادی و نوری.
• پایدار در برابر تابشهای اشعه ایکس، گاما و ذرات، مناسب برای محیطهای هستهای و فضایی.
3.5 مکانیکی و ایمنی
• استحکام فشاری بالا (~۳۴۵۰ مگاپاسکال)، استحکام کششی متوسط (~۳۴۵ مگاپاسکال)؛ لایههای میکا جلوی گسترش ترکها را گرفته و استحکام ضربهای را بهبود میبخشند.
• ماده معدنی غیرسمی و پاک بدون ترکیبات آلی فرار.
• غبار حاصل از ماشینکاری موجب تحریک خفیف میشود و نیازمند کنترل تهویه استاندارد است.
۴. محدودیتهای کلیدی
• مناسب برای قرار گرفتن طولانیمدت در دمای بالاتر از ۸۰۰ درجه سانتیگراد نیست.
• در برابر اسید هیدروفلوئوریک مستعد اچ شدن است.
• سختی و مقاومت در برابر سایش کمتری نسبت به سرامیکهای آلومینا یا کاربید سیلیکون دارد برای کاربردهای سایش سنگین.
۵. کاربردهای اصلی صنعتی
5.۱. خلأ و نیمههادیها: فیکسچرهای محفظه خلأ فوقالعاده (UHV)، عایقهای عبوری، فاصلهدهندههای حرارتی و قطعات دستهبندی وفر.
5.۲. هوافضا و فضایی: تکیهگاههای سنسور ماهواره، پایههای عایق حرارتی شاتل و اجزای سازهای پایدار در برابر تابش.
5.۳. الکترونیک با ولتاژ بالا: قالبهای پیچها، عایقهای منابع تغذیه و فاصلهدهندههای حفره لیزر.
5.۴. اپتیک و ابزارهای دقیق: پایههای میز اپتیکی، جایگیرهای آینه و فیکسچرهای اندازهگیری.
5.۵. پزشکی و هستهای: بلوکهای آزمون تابش، جیگهای دقیق غیرآلودهکننده در آزمایشگاه و فیکسچرهای سپر تابش.
۶. موقعیتیابی مواد
سرامیک شیشهای ماشینکاریپذیر است فاصلهای منحصربهفرد از نظر عملکرد بین پلاستیکها، فلزات و سرامیکهای سینترشده ایجاد میکند: این ماده پایداری حرارتی و الکتریکی در سطح سرامیک را فراهم میکند، در عین حال قابلیت ماشینکاری سریع و کمهزینهی آن مشابه فلزات نرم را حفظ مینماید؛ بنابراین این ماده بهعنوان مادهی ترجیحی برای ساخت قطعات دقیق سفارشی یا با حجم کم تا متوسط در محیطهای سخت مانند دماهای بالا، خلأ یا ولتاژ بالا محسوب میشود. پایداری حرارتی/ الکتریکی در سطح سرامیک، در عین حال قابلیت ماشینکاری سریع و کمهزینهی آن مشابه فلزات نرم را حفظ مینماید؛ بنابراین این ماده بهعنوان مادهی ترجیحی برای ساخت قطعات دقیق سفارشی یا با حجم کم تا متوسط در محیطهای سخت مانند دماهای بالا، خلأ یا ولتاژ بالا محسوب میشود.
| سرامیک ماشینکاریشده | ||
| محتوای ملک | شاخص املاک | راهنما |
| تراکم | 2.6g/cm³ | |
| تخلخل ظاهری | 0.069% | |
| جذب آب | 0 | |
| سختی | 4~5 | مو |
| رنگ | سفید | |
| ضریب انبساط حرارتی | 72×10⁻⁷ /℃ | -50℃تا 200 ℃متوسط |
| هدایت حرارتی | 1.71W/m·k | 25℃ |
| دمای کاری طولانی | 800℃ | |
| مقاومت خمشی | >108MPa | |
| مقاومت فشرده شدن | >508MPa | |
| حالت ضد ضربه | >2.56KJ/م² | |
| مدول الاستیسیته | 65GPa | |
| زیان دی الکتریک | 1~4×10⁻³ | دمای اتاق |
| ثابت دی الکتریک | 6~7 | " |
| مقاومت نفوذ | >40KV/میلیمتر | ضخامت نمونه 1 میلیمتر |
| مقاومت حجمی | 1.08×10¹⁶Ω·cm | 25℃ |
| 1.5×10¹²Ω·cm | 200℃ | |
| 1.1×10⁹Ω·cm | 500℃ | |
| راندمان گاز دمای نرمال | 8.8×10⁻⁹ml/s·cm² | روش سوختن خلاء 8 ساعته |
| نرخ عبور هلیوم | 1×10⁻¹⁰ml/s | 500℃شلیک، خنککننده |
| 5%HC1 | 0.26mg/cm² | 95℃,24 ساعت |
| 5%HF | 83 میلیگرم/سانتیمتر مربع | " |
| 50 درصد Na₂CO₃ | 0.012 میلیگرم/سانتیمتر مربع | " |
| 5 درصد NaOH | 0.85 میلیگرم/سانتیمتر مربع | " |
تاریخچه توسعه
ثبت اختراعات و گواهینامهها
بستهبندی
خدمات
سوالات متداول
فلنج شیشهای کوارتز مات برای آببندی یا اتصال قطعات
صفحه سرامیکی نیترید سیلیسیم با سختی بالا و عایق برای صنعت خودروسازی
هسته انبساطی سرامیک متخلخل با جذب و تبخیر پایدار
دستگاه ضدعفونی کننده هوشمند قابل استفاده مجدد اوزون خانگی، دستگاه تصفیه هوا و مولد اوزون 10 گرم
EN
