Mažo tankio elektroizoliacinis apdirbamas stiklo keramikos strypas Macor strypas

1. Apžvalga apie apdirbamosios stiklo keramikos

 1.1 Bendroji įvadas

M apdirbamoji miko stiklo keramika  isa dviejų fazių neorganinė kompozitinė medžiaga ,kuri sujungia stiklo formavimo savybes su pažangiosios keramikos aukštos temperatūros atsparumu ir izoliacinėmis savybėmis. Ji dažnai vadinama  stiklo keramika dėl savo išskilusios didelės miko kristalinės mikrostruktūros, kuri leidžia lengvai mechanizuoti.

 1.2. Cheminė sudėtis ir mikrostruktūra

 • Dviejų fazių struktūra: ~55 % fluoroflogopito miko kristalų tolygiai įterptų į 45 % borosilikatinio stiklo matricą.

 • Mikas susidaro iš susipynusių sluoksniuotų mikrokanalų; pjovimo metu įtrūkimai nukrypsta palei miko sluoksnius, neleisdami susidaryti katastrofiškam suskaldymui – tai pagrindinis jos unikali apdirbamosios savybės .

 • Visiškai tanki, be jokios atviros poringumo, baltos porcelianinės masės pavidalo medžiaga su nešliaužiančia lygia paviršiaus struktūra.

 • Tankis: 2. 6g/cm³, lengvesnis nei aliuminio keramika. 2. Gamybos procesas

2. G amintojų procesas

 2.1 Žaliavų dozavimas ir maišymas

 Aliumino-borosilikatinė stiklo sistema su fluoridais miko susidarymui:

 • Silicio dioksidas (SiO₂), borio oksidas (B₂O₃), aliuminio oksidas (Al₂O₃) – stiklo matricos pirmtakai

 • Magnio, kalio ir fluoridų junginiai – nukleaciniai agentai fluoro-flogopito mikai (KMg₃AlSi₃O₁₀F₂)

 • Tiksliai proporcinga, kad pasiektų galutinį 55 % mikos kristalų / 45 % likusio stiklo tūrio santykį.

 2.2 Aukštos temperatūros stiklas m lydymasis

Žingsnis A: Įkrauti sumaišytą mišinį į atsparius karščiui lydymo krosnis 1450–1550 °C temperatūroje.

 Žingsnis B: Laikyti pakankamai ilgai, kad visiškai išsilygtų ir pašalintų oro burbuliukus (valymo etapas).

 Žingsnis C: Sudaryti homogenišką fluoru turtingą skystą stiklą.

 Žingsnis D: Tiksliai kontroliuoti lydyto stiklo klampumą be defektų liejimui.

2.3 Liejimas ir kontroliuojamas aušinimas (fazės atskyrimas)

 Žingsnis A: Išlydyto stiklo liejimas į grafitinius/metalinius formavimo šablonus, kad būtų gauti dideli kietieji pusgaminių gabaritai: plokštės, blokai, storesni strypai.

Žingsnis B: Lėtas, programuojamas aušinimas sukelia skystosios fazės atskyrimą: fluoruotieji nanodulkių lašeliai vienodai išsisklaido borosilikatinio stiklo pagrindinėje masėje.

 Žingsnis C: Aušintas pusgaminių gabaritas atrodo kaip pieniškai opalescuojantis stiklas, visiškai amorfinis prieš kristalizaciją.

 Žingsnis D: Išlietų pusgaminių gabaritų atvirinimas, siekiant pašalinti vidines temperatūrines įtempius ir užkirsti kelią įtrūkimams vėlesniame šiluminio apdorojime.

 2.4Kontroliuojamas šiluminis apdorojimas (keraminimas)

Šis procesas yra sukelti kontroliuojamą kristalizaciją fluoroflogopito mikoje stiklo viduje.

 2.5. Tuščiųjų detalių pjovimas ir atsargų formavimas

Didelės keraminės plokštės supjaustomos į standartines pusbaigtas atsargas: lakštus, stačiakampius strypus, apvalius strypus, diskus ;Plokščiosios paviršiai šlifuojami iki vienodų matmeninių reikalavimų komerciniam tiekimui ;Tikrinama vidaus defektų (skilimų, oro burbulų, netolygaus kristalinio struktūros susidarymo) ultragarsiniu / vizualiu būdu; defektingos tuščiosios detalės atmestos. Šios pusbaigtos atsargos yra žaliavinė medžiaga, siunčiama komponentų gamintojams.

3. Pagrindiniai našumo rodikliai

 3.1 Apdirbamosios savybės (pagrindinė savybė)

 • Gali būti apdirbama standartinėmis aukšto greičio plieno arba karbidinėmis metalo apdirbimo įrankių rūšimis (sukimo staklės, frezavimo staklės, gręžimo įrankiai, įpjovimo įrankiai, šlifavimo įrankiai, poliravimo įrankiai) – brangūs diamantino šlifavimo įrankiai nereikalingi paprastam formavimui.  

• Pasiekia ultraprecizišką matmeninę tikslumą iki ±0,013 mm; veidrodinis poliravimas užtikrina Ra < 0,013 μm.

 • Palaiko smulkius bruožus: mažus vidinius sriegius (M1,2), plonus sienas, sudėtingas 3D geometrijas be įtrūkimų.

 • Greitas prototipavimas ir žemos mažų serijų kainos palyginti su sintezuotomis techninėmis keraminėmis medžiagomis.

 3.2 Termalios savybės

 • Nuolatinė darbo temperatūra: 800 °C; trumpalaikė maksimali temperatūros atsparumas iki 1000 °C.

 • Puiki šiluminio smūgio atsparumas: atlaiko staigų aušinimą nuo aukštos darbo temperatūros iki kambario temperatūros.

 • Žema šilumos laidumas, veikia kaip veiksminga aukštų temperatūrų šilumos izoliacinė barjera.

 • Reguliuojamas žemas šiluminio plėtimosi koeficientas (CTE), kuris leidžia sujungti su įprastomis metalinėmis ir optinėmis stiklinėmis medžiagomis lydymo būdu ar sandarinant.

 3.3 Elektrinė izoliacija

 • Labai aukšta tūrinė varža (10¹⁴–10¹⁵ Ω·cm kambario temperatūroje) per plačią temperatūrų ir dažnių ribą.

 •Didelė dielektrinė stiprybė (~45 kV/mm) ir itin žemas dielektrinis nuostolis – puikus aukštos įtampos ir aukšto dažnio elektroninėms izoliacinėms medžiagoms.

 • Izoliacinės savybės lieka stabilios padidėjus temperatūrai, kai polimerai pradeda degraduoti.

 3.4 Cheminių medžiagų ir vakuumo suderinamumas

 • Atsparus daugumai rūgščių , šarmams, organiniams tirpikliams ir aliejams; vieninteliai medžiagų, kurios gali pažeisti šią medžiagą, yra fluoro vandenilis ir lydyti šarminiai metalai.

 • Itin mažas dujų išsiskyrimo (outgassing) naudojant kaitinimą (baking) greitis, nėra įstrigusių dujų porų – visiškai suderinamas su itin aukšto vakuumo (UHV) kameromis puslaidininkių ir optinių sistemų reikmėms.

 • Atsparus spinduliavimui po rentgeno, gama ir dalelių spinduliavimo – tinkamas branduolinėms ir kosminėms aplinkoms.

 3.5 Mechaninės savybės ir saugos charakteristikos

 • Didelis suspaudimo stipris (~3450 MPa), vidutinis tempimo stipris (~345 MPa); mikos laminatai sustabdo įtrūkimų plitimą, todėl padidėja medžiagos atsparumas smūgiams.

 • Netoksiška, švari neorganinė medžiaga be jokių lakiojo organinio kilmės komponentų.

 • Apdirbimo dulkių įtaka yra švelni, todėl reikia standartinių vėdinimo priemonių.

 4. Pagrindinės apribojimo sąlygos

 • Netinkamas ilgalaikiam naudojimui temperatūroje aukštesnėje nei 800 °C.

 • Jautrus fluoro vandenilio rūgšties poveikiui (gali būti ištirpdomas).

 • Žemesnė kietumas ir dilimo atsparumas palyginti su aliuminio oksido ar silicio karbido keraminėmis medžiagomis stipraus dilimo sąlygomis.

 5. Pagrindinės pramonės taikymo sritys

 5.1. Vakuumo ir puslaidininkių pramonė: ultraaukšto vakuumo (UHV) kamerų tvirtinimo detalės, perduodamųjų izoliatorių dalys, šiluminiai tarpikliai, plokščių (wafer) tvirtinimo komponentai.

 5.2. Aviacijos ir kosmonautikos pramonė: palydovų jutiklių atramos, kosminio laivo šiluminės izoliacijos tvirtinimo elementai, spinduliavimui atsparūs konstrukciniai komponentai.

 5.3. Aukštos įtampos elektronika: ritinių korpusai, maitinimo šaltinių izoliatoriai, lazerių kamerų tarpikliai.

 5.4. Optika ir tikslieji prietaisai: optinių stalų pagrindai, veidrodžių laikikliai, matavimo įrenginiai.

 5.5. Medicina ir branduolinė pramonė: spinduliavimo bandymo blokai, netaršantys tikslieji laboratoriniai šablonai, spinduliavimo apsaugos įrenginiai.

 6. Medžiagų pozicionavimas

Apdirbamas stiklo keraminis medžiagų tipas yra unikalus našumo tarpplatinys tarp plastikų, metalų ir sinteruotų keramikų: jis užtikrina keraminio lygio šiluminę/ elektrinę stabilumą, išlaikydamas minkštų metalų greitą ir nebrangią apdirbamumą, todėl tai yra pageidautina medžiaga nestandartinėms, mažo ar vidutinio tūrio tiksliesioms detalėms, veikiančioms aukštoje temperatūroje, vakuumo ar aukštos įtampos kietose aplinkose.