Bară din sticlă ceramică ușor prelucrabilă, cu densitate scăzută, pentru izolație electrică Macor

1. Prezentare generală a ceramicii sticloase prelucrabile

 1.1 Introducere generală

M ceramică sticloasă prelucrabilă cu mica  isa compozit anorganic bifazic ,care combină formabilitatea sticlei cu stabilitatea la temperaturi înalte și proprietățile izolante ale ceramicii avansate. Este adesea denumită  ceramică sticloasă datorită microstructurii sale cristaline distincte, bazate pe mica, care îi conferă o ușoară prelucrare mecanică.

 1.2. Compoziție chimică și microstructură

 • Structură bifazică: ~55% cristale de fluoroflogopită mica înglobate uniform într-o matrice sticloasă de borosilicat (45%).

 • Foliile de mica formează microcanale stratificate interconectate; fisurile se deviază de-a lungul straturilor de mica în timpul prelucrării, împiedicând spargerea catastrofală — aceasta este mecanismul fundamental al prelucrabilitate unică .

 • Material masiv complet dens, fără porozitate deschisă, de culoare albă, asemănător porțelanului, cu o suprafață netedă și neadezivă.

 • Densitatea: 2. 6g/cm3, mai ușoară - E din alumina ceramica.

2. M procesul de fabricare

 2.1 Baterie și amestecare a materiilor prime

 Sistem de sticlă din borosilicat de aluminiu cu aditivi de fluor pentru formarea de mica:

 • Siliciul (SiO2), oxidul de bor (B2O3), alumina (Al2O3) precursorii matricei de sticlă

 • Compuși de magneziu, potasiu, fluor agenți nucleanți pentru mica fluorflogopită (KMg3AlSi3O10F2)

 • Proporţionate strict pentru a atinge proporţia finală de 55% cristal de mica / 45% volum de sticlă reziduală.

 2.2 Sticlă rezistentă la temperaturi înalte m topire

Pasul A: Introduceți amestecul dozat în cuptoarele refractare de topire la 1450–1550 °C.

 Pasul B: Mențineți suficient de mult timp pentru omogenizarea completă și eliminarea bulelor (etapa de rafinare).

 Pasul C: Formați o sticlă topită omogenă, bogată în fluor.

 Pasul D: Controlați cu precizie vâscozitatea topiturii pentru turnare fără defecțiuni.

2.3 Turnare și răcire controlată (separare de fază)

 Pasul A: Turnați sticla topită în matrițe din grafit/metal pentru a turna lingouri solide mari: plăci, blocuri, bare groase.

Pasul B: Răcirea lentă și programată declanșează separarea de fază lichid-lichid: nano-globule bogate în fluor se împrăștie uniform în interiorul bazei de sticlă borosilicat.

 Pasul C: Lingoul răcit pare o sticlă opalescentă laptoasă, complet amorfo înainte de cristalizare.

 Pasul D: Tratați termic lingourile turnate pentru a elimina tensiunile termice interne și pentru a preveni fisurarea în tratamentele termice ulterioare.

 2.4Tratament termic controlat (ceramizare)

Acest proces este pentru a declanșa cristalizarea controlată a micii fluoroflogopit în interiorul masei de sticlă.

 2.5. Tăierea lingourilor și modelarea semifabricatelor

Tăierea plăcilor ceramice mari în semifabricate standard: foi, bare dreptunghiulare, bare rotunde, discuri ;Rectificarea suprafețelor plane la standarde dimensionale uniforme pentru livrare comercială ;Verificarea defectelor interne (fisuri, bule, cristalizare neuniformă) prin testare ultrasonică/vizuală; respingerea semifabricatelor defecte. Acest semifabricat reprezintă materialul brut livrat producătorilor de componente.

3. Profilul principal de performanță

 3.1 Prelucrabilitatea (caracteristica definitorie)

 • Poate fi prelucrat cu scule obișnuite din oțel rapid sau carburi metalice (strung, freză, burghiu, tarod, rectificator, polizor) — nu sunt necesare rectificatoare scumpe cu diamant pentru formarea de bază.  

• Atinge toleranțe dimensionale ultra-precise până la ±0,013 mm; polizarea în oglindă asigură o rugozitate Ra < 0,013 μm.

 • Permite realizarea unor detalii fine: filete interne mici (M1,2), pereți subțiri, geometrii complexe 3D fără fisurare.

 • Prototipare rapidă și costuri reduse pentru serii mici, comparativ cu ceramicele tehnice sinterizate.

 3.2 Proprietăți termice

 • Temperatură de funcționare continuă: 800 °C; rezistență la temperaturi maxime scurte până la 1000 °C.

 • Rezistență excelentă la șoc termic: suportă răcire rapidă trecerea de la temperaturi înalte de funcționare la temperatura camerei.

 • Conductivitate termică scăzută, având rolul de barieră termică eficientă la temperaturi ridicate.

 • Coeficient extrem de scăzut de dilatare termică (CTE), reglabil, compatibil cu brazarea/etanșarea cu metalele obișnuite și sticla optică.

 3.3 Izolație electrică

 • Rezistivitate volumetrică ultra-ridicată (10¹⁴–10¹⁵ Ω·cm la temperatura camerei) pe o gamă largă de temperaturi și frecvențe.

 •Rezistență dielectrică ridicată (~45 kV/mm) și pierderi dielectrice extrem de reduse, ideal pentru izolarea electronică la înaltă tensiune și înaltă frecvență.

 • Performanța de izolare rămâne stabilă la temperaturi ridicate, unde polimerii se degradează.

 3.4 Compatibilitate chimică și în vid

 • Rezistent la majoritatea acizilor , baze, solvenți organici și uleiuri; este vulnerabil doar la acidul fluorhidric și la metale alcaline topite.

 • Rată extrem de scăzută de degazare după coacere, fără pori care să rețină gaze — compatibil în totalitate cu camerele de vid extrem de înalt (UHV) utilizate în sistemele semiconductoare și optice.

 • Stabil la radiații sub acțiunea razelor X, a radiațiilor gamma și a particulelor, adecvat pentru medii nucleare și aerospace.

 3.5 Proprietăți mecanice și siguranță

 • Rezistență la compresiune ridicată (~3450 MPa), rezistență la tractiune moderată (~345 MPa); laminatele din mica opresc propagarea fisurilor, ceea ce îmbunătățește tenacitatea.

 • Material anorganic netoxic și curat, fără compuși organici volatili.

 • Pulberea generată în timpul prelucrării este un iritant slab, necesitând măsuri standard de ventilare.

 4. Principalele limitări

 • Nu este potrivit pentru expunerea pe termen lung la temperaturi peste 800 °C.

 • Susceptibil la coroziunea acidului fluorhidric.

 • Duritate și rezistență la uzură mai scăzute decât ceramicele din aluminiu sau carburi de siliciu, pentru aplicații cu abraziune intensă.

 5. Principalele aplicații industriale

 5.1. Vid înalt și semiconductori: Fixări pentru camere UHV, izolatoare de trecere, distanțiere termice, piese pentru manipularea wafers.

 5.2. Aeronautică și nave spațiale: Suporturi pentru senzori sateliți, console de izolație termică pentru navete, componente structurale stabile la radiații.

 5.3. Electronice de înaltă tensiune: Suporturi pentru bobine, izolatoare pentru surse de alimentare, distanțiere pentru cavități laser.

 5.4. Optică și instrumente de precizie: Baze pentru bancuri optice, suporturi pentru oglinzi, dispozitive de metrologie.

 5.5. Medical și nuclear: Blocuri de testare la radiații, dispozitive de precizie pentru laboratoare fără contaminare, fixări pentru ecrane anti-radiație.

 6. Poziționarea materialelor

Sticla ceramică prelucrabilă este o diferență unică de performanță între materialele plastice, metale și ceramicele sinterizate: oferă stabilitate termică/ și electrică la nivelul ceramicii, păstrând în același timp prelucrabilitatea rapidă și ieftină a metalelor moi, făcând-o materialul preferat pentru piese personalizate de precizie, în volume mici sau medii, care funcționează în medii severe cu temperaturi ridicate, vid sau tensiuni înalte.