Nízka hustota Elektrický izolant Spracovateľné sklokeramické tyče Macor

1. Prehľad obrábaného sklokeramického materiálu

 1.1 Všeobecný úvod

M obrábané mika-sklokeramické materiály  isa dvufázový anorganický kompozit ,ktorý kombinuje tvarovateľnosť skla s vysokoteplotnou a izolačnou stabilitou pokročilých keramík. Často sa označuje ako  sklokeramika vzhľadom na svoju charakteristickú veľkú mikroštruktúru kryštálov miky, ktorá umožňuje jednoduché mechanické rezné spracovanie.

 1.2chemické zloženie a mikroštruktúra

 • Dvufázová štruktúra: približne 55 % kryštálov fluoroflogopitu mika rovnomerne rozptýlených v 45 % borosilikátovom sklenenom matici.

 • Vrstvy mika tvoria preplétajúce sa vrstvené mikrokanáliky; pri reznom spracovaní sa trhliny odchyľujú pozdĺž vrstiev mika a tým sa zabráni katastrofálnemu rozbitiu – to je základný mechanizmus jeho jedinečná obrábateľnosť .

 • Úplne hustý materiál bez otvorenej pórovitosti, biely pevný materiál podobný porcelánu s nepriľnavým hladkým povrchom.

 • Hustota: 2. 6g/cm³, ľahší t hanová keramika z oxidu hlinitého.

2. M výrobný proces

 2.1 Dávkovanie a miešanie surovín

 Sklený systém alumino-borosilikátu s prídavkami fluóru na tvorbu slievky:

 • Kremičitan (SiO₂), oxid boritý (B₂O₃), oxid hlinitý (Al₂O₃) – predlátky sklennej matrice

 • Zlúčeniny horčíka, draslíka a fluóru – nukleačné činidlá pre fluorflogopitovú slievku (KMg₃AlSi₃O₁₀F₂)

 • Presne dávkované tak, aby sa dosiahlo konečné pomer 55 % kryštálov slievky / 45 % zvyšného skla podľa objemu.

 2.2 Vysokoteplotné sklo m tavenie

Krok A: Zavedenie zmiešanej dávky do žiaruvzdorných taviacich pecí pri teplote 1450–1550 °C.

 Krok B: Dostatočne dlhé vydržanie na úplnú homogenizáciu a odstránenie bublín (fáza rafinácie).

 Krok C: Vytvorenie homogénneho skla bohatého na fluór.

 Krok D: Presná kontrola viskozity taviacej zmesi za účelom bezchybného liatia.

2.3 Liatie a riadené chladenie (fázové oddelenie)

 Krok A: Roztavené sklo nalejte do grafitových/kovových foriem na odlievanie veľkých pevných polotovarov: dosiek, blokov a hrubých tyčí.

Krok B: Pomalé, programované ochladenie spustí fázové oddelenie kvapalina–kvapalina: nano-kvapôčky bohaté na fluór sa rovnomerne rozptýlia vo výchozom borosilikátovom skle.

 Krok C: Ochladený polotovar vyzerá ako mliečne opaleskujúce sklo, úplne amorfné pred kryštalizáciou.

 Krok D: Odpočíňajte odliatky na odstránenie vnútorného tepelného napätia a zabránenie prasknutiu pri neskoršom tepelnom spracovaní.

 2.4Kontrolované tepelné spracovanie (keramizácia)

Tento proces je na spustenie kontrolovanej kryštalizácie fluorflogopitového slievu v tele skla.

 2.5. Rezanie polotovarov a tvarovanie základného materiálu

Rezanie veľkých keramických dosiek na štandardné polotovary: plechy, obdĺžnikové tyče, kruhové tyče, kotúče ;Brúsenie rovných povrchov na dosiahnutie jednotných rozmerových štandardov pre komerčné dodávky ;Kontrola výskytu vnútorných defektov (trhliny, bubliny, nerovnomerná kryštalizácia) prostredníctvom ultrazvukovej a vizuálnej skúšky; odmietnutie chybných polotovarov. Tieto polotovary predstavujú suroviny, ktoré sa odosielajú výrobcom komponentov.

3. Základný výkonový profil

 3.1 Obrobitelnosť (definujúca vlastnosť)

 • Je možné spracovať štandardnými nástrojmi z rýchlorezného ocele alebo karbidu (sústruh, frézka, vrták, závitník, brúska, leštička) – na základné tvarovanie nie je potrebná drahá diamantová brúska.  

• Dosahuje ultrapresné rozmerové tolerancie až ±0,013 mm; zrkadlové leštenie poskytuje drsnosť povrchu Ra < 0,013 μm.

 • Umožňuje výrobu jemných prvkov: malé vnútorné závity (M1,2), tenké steny, zložité trojrozmerné geometrie bez vzniku trhliny.

 • Rýchla výroba prototypov a nízke náklady na malé sériové výroby v porovnaní so spekanými technickými keramikami.

 3.2 Tepelné vlastnosti

 • Trvalá prevádzková teplota: 800 °C; krátkodobá odolnosť pri vrcholovej teplote až do 1000 °C.

 • Vynikajúca odolnosť voči tepelným šokom: vydrží rýchle ochladenie z vysokých prevádzkových teplôt na izbovú teplotu.

 • Nízka tepelná vodivosť, čo z neho robí účinnú vysokoteplotnú tepelnú bariéru.

 • Prispôsobiteľný nízky koeficient tepelnej rozťažnosti (CTE), vhodný na pájkovanie/utápanie s bežnými kovmi a optickým sklom.

 3.3 Elektrická izolácia

 • Ultra vysoký objemový elektrický odpor (10¹⁴–10¹⁵ Ω·cm pri izbovej teplote) v širokom rozsahu teplôt a frekvencií.

 •Vysoká dielektrická pevnosť (~45 kV/mm) a extrémne níka dielektrická stratovosť, ideálne pre izoláciu elektronických zariadení s vysokým napätím a vysokou frekvenciou.

 • Izolačné vlastnosti zostávajú stabilné pri zvýšených teplotách, pri ktorých sa polyméry rozkladajú.

 3.4 Chemická a vakuová kompatibilita

 • Odolný voči väčšine kyselín , zásady, organické rozpúšťadlá a oleje; je citlivá len na kyselinu fluorovodíkovú a roztavené alkalické kovy.

 • Extrémne nízka rýchlosť výdaja plynov po vyhrievaní, žiadne zachytené plynné dutiny – plne kompatibilné s komorami pre ultra vysoký vakuum (UHV) v polovodičových a optických systémoch.

 • Stabilná voči žiareniu pri ozárovaní röntgenovým žiarením, gama žiarením a časticovým žiarením, vhodná pre jadrové a leteckokozmické prostredia.

 3.5 Mechanické vlastnosti a bezpečnosť

 • Vysoká pevnosť v tlaku (~3450 MPa), stredná pevnosť v ťahu (~345 MPa); lamináty z muky zabraňujú šíreniu trhliny, čím sa zvyšuje húževnatosť.

 • Netoxický, čistý anorganický materiál bez летúcich organických látok.

 • Prášok vznikajúci pri obrábaní má mierny podráždivý účinok, preto je potrebné dodržiavať štandardné opatrenia na vetranie.

 4. Kľúčové obmedzenia

 • Nie je vhodná na dlhodobé vystavenie teplotám vyšším ako 800 °C.

 • Je citlivá na leptanie kyselinou fluorovodíkovou.

 • Nižšia tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu ako keramika z oxidu hliníka alebo kremíkového karbidu pre aplikácie s intenzívnym opotrebovaním.

 5. Hlavné priemyselné aplikácie

 5.1. Vakuum a polovodičový priemysel: upevňovacie prvky pre ultra vysoké vakuum (UHV), izolačné vstupy, tepelné rozdeľovače, diely na manipuláciu s platňami.

 5.2. Letecký a vesmírny priemysel: podpery senzorov pre satelity, tepelne izolačné konzoly pre raketoplány, štrukturálne komponenty odolné voči žiareniu.

 5.3. Vysokonapäťová elektronika: tvarovacie valce pre cievky, izolátory napájacích zdrojov, rozdeľovače pre laserové dutiny.

 5.4. Optika a presné prístroje: základne optických lavíc, držiaky zrkadiel, meracie prípravky.

 5.5. Zdravotníctvo a jadrový priemysel: bloky na testovanie žiarenia, presné laboratórne prípravky bez rizika kontaminácie, prípravky na ochranu pred žiarením.

 6. Polohovanie materiálov

Obrábaná sklokeramika je jedinečným riešením medzi plastmi, kovmi a spekanou keramikou: poskytuje tepelno-/ elektrickú stabilitu na úrovni keramiky a zároveň zachováva rýchlu a nízkokárovnú obrábateľnosť mäkkých kovov, čo ju robí preferovaným materiálom pre výrobu špeciálnych presných súčiastok v malých a stredných sériách, ktoré sa používajú v náročných prostrediach s vysokou teplotou, vo vákuu alebo pri vysokom napätí.