Macor Bar แท่งเซรามิกแก้วที่สามารถกลึงได้ มีคุณสมบัติทนไฟฟ้า มีความหนาแน่นต่ำ

1. ภาพรวมของแก้วเซรามิกที่สามารถขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรได้

 1.1 บทนำทั่วไป

M แก้วเซรามิกไมกาที่สามารถขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรได้  isเอ คอมโพสิตอนินทรีย์แบบสองเฟส ,ซึ่งผสานคุณสมบัติการขึ้นรูปได้ง่ายของแก้วเข้ากับความเสถียรในการทนอุณหภูมิสูงและการเป็นฉนวนที่โดดเด่นของเซรามิกขั้นสูง โดยมักเรียกกันว่า  แก้วเซรามิก เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคผลึกไมกาขนาดใหญ่ที่โดดเด่น ซึ่งทำให้สามารถตัดด้วยเครื่องจักรได้อย่างง่ายดาย

 1.2. องค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างจุลภาค

 • โครงสร้างแบบสองเฟส: ผลึกไมกาฟลูออโรโฟโลโกไพต์ประมาณร้อยละ 55 ฝังตัวอยู่อย่างสม่ำเสมอภายในเมทริกซ์แก้วโบริลิเคต ร้อยละ 45

 • แผ่นไมกาจัดเรียงตัวเป็นชั้นๆ สร้างช่องทางจุลภาคแบบซ้อนทับกัน; เมื่อตัดวัสดุ รอยแตกจะเบี่ยงเบนไปตามชั้นไมกา จึงป้องกันการแตกร้าวอย่างรุนแรง—นี่คือกลไกหลักที่ทำให้วัสดุนี้ ความสามารถในการขึ้นรูปที่ไม่เหมือนใคร .

 • เป็นวัสดุเนื้อแข็งสีขาวคล้ายพอร์ซเลนที่แน่นทั้งมวล ไม่มีรูพรุนเปิดเลย และมีพื้นผิวเรียบไม่ดูดซึม

 • ความหนาแน่น: 2 6กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร เบากว่าเซรามิกอะลูมินา กระบวนการผลิต

2. M กระบวนการผลิต

 2.1 การจัดสัดส่วนและผสมวัตถุดิบดิบ

 ระบบแก้วอะลูมิโน-โบริซิลิเกตที่มีสารฟลูออรีนเป็นส่วนผสมเพื่อการเกิดไมกา

 • ซิลิกา (SiO₂), โบเรกออกไซด์ (B₂O₃), อะลูมินา (Al₂O₃) – สารตั้งต้นของแมทริกซ์แก้ว

 • สารประกอบแมกนีเซียม โปแทสเซียม และฟลูออรีน – สารกระตุ้นการตกผลึกของไมกาฟลูออร์โฟลโกไพต์ (KMg₃AlSi₃O₁₀F₂)

 • จัดสัดส่วนอย่างเคร่งครัดเพื่อให้ได้อัตราส่วนสุดท้ายของผลึกไมกา 55% ต่อแก้วที่เหลือ 45% ตามปริมาตร

 2.2 กระจกทนอุณหภูมิสูง การหลอมละลาย

ขั้นตอน ก: ป้อนวัตถุดิบที่ผสมแล้วเข้าเตาหลอมที่ทำจากวัสดุทนไฟ ที่อุณหภูมิ 1450–1550 องศาเซลเซียส

 ขั้นตอน ข: คงอุณหภูมิไว้เป็นระยะเวลาเพียงพอเพื่อให้เกิดความสม่ำเสมออย่างสมบูรณ์และกำจัดฟองอากาศออก (ขั้นตอนการกำจัดฟอง)

 ขั้นตอน ค: สร้างแก้วหลอมที่มีความสม่ำเสมอและมีฟลูออรีนสูง

 ขั้นตอน ง: ควบคุมความหนืดของแก้วหลอมอย่างแม่นยำเพื่อให้การหล่อขึ้นรูปปราศจากข้อบกพร่อง

2.3 การหล่อขึ้นรูปและการควบคุมการเย็นตัว (การแยกเฟส)

 ขั้นตอน ก: เทกระจกหลอมละลายลงในแม่พิมพ์กราไฟต์หรือโลหะเพื่อขึ้นรูปชิ้นงานแข็งขนาดใหญ่ เช่น แผ่นแบน (slabs), ก้อนบล็อก (blocks), และแท่งหนา (thick rods)

ขั้นตอน ข: การลดอุณหภูมิอย่างช้าๆ ตามโปรแกรมที่กำหนดจะกระตุ้นให้เกิดการแยกเฟสของของเหลว-ของเหลว โดยหยดนาโนที่อุดมด้วยฟลูออรีนจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอภายในฐานแก้วโบริลิเคต

 ขั้นตอน ค: ชิ้นงานที่เย็นตัวแล้วจะมีลักษณะเป็นแก้วขุ่นคล้ายไข่มุก และยังคงอยู่ในสถานะอะมอร์ฟัสทั้งหมดก่อนเข้าสู่กระบวนการตกผลึก

 ขั้นตอน ง: ทำกระบวนการอบช้า (annealing) ต่อชิ้นงานที่ขึ้นรูปแล้ว เพื่อกำจัดความเครียดจากความร้อนภายใน และป้องกันไม่ให้เกิดรอยแตกร้าวในขั้นตอนการให้ความร้อนต่อไป

 2.4การให้ความร้อนภายใต้การควบคุม (ceramming)

กระบวนการนี้คือ เพื่อกระตุ้น การตกผลึกภายใต้การควบคุม ของไมกาฟลูออโรโฟลโกไพต์ภายในเนื้อแก้ว

 2.5การตัดชิ้นงานและขึ้นรูปวัตถุดิบ

ตัดแผ่นเซรามิกขนาดใหญ่เป็นวัตถุดิบกึ่งสำเร็จรูปมาตรฐาน เช่น แผ่นเรียบ แท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้า แท่งกลม และจาน ;ขัดผิวให้เรียบตามมาตรฐานด้านมิติที่สม่ำเสมอเพื่อการจัดจำหน่ายเชิงพาณิชย์ ;ตรวจสอบข้อบกพร่องภายใน (รอยร้าว ฟองอากาศ การตกผลึกไม่สม่ำเสมอ) ด้วยการทดสอบด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์หรือการตรวจสอบด้วยสายตา และคัดแยกชิ้นงานที่มีข้อบกพร่องออก วัตถุดิบกึ่งสำเร็จรูปชนิดนี้จะถูกส่งไปยังผู้ผลิตชิ้นส่วน

3. โปรไฟล์สมรรถนะหลัก

 3.1 ความสามารถในการขึ้นรูป (คุณลักษณะเด่น)

 • สามารถขึ้นรูปได้ด้วยเครื่องมือโลหะแบบมาตรฐาน เช่น เครื่องมือเหล็กความเร็วสูง หรือเครื่องมือคาร์ไบด์ (เช่น เครื่องกลึง เครื่องมิลลิ่ง เครื่องเจาะ เครื่องตอกเกลียว เครื่องขัด และเครื่องขัดเงา) โดยไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องขัดแบบเพชรที่มีราคาแพงสำหรับการขึ้นรูปพื้นฐาน  

• บรรลุ ความแม่นยำสูงมากในด้านมิติ โดยมีความคลาดเคลื่อนได้ลงถึง ±0.013 มม. และเมื่อขัดเงาจนผิวสะท้อนภาพได้ จะให้ค่าความหยาบของผิว (Ra) ต่ำกว่า 0.013 ไมโครเมตร

 • รองรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีรายละเอียดประณีต เช่น เกลียวภายในขนาดเล็ก (M1.2) ผนังบาง และเรขาคณิตสามมิติที่ซับซ้อน โดยไม่เกิดการแตกร้าว

 • การสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและต้นทุนการผลิตในปริมาณน้อยต่ำกว่าเซรามิกเทคนิคที่ผ่านกระบวนการเผา (sintered technical ceramics)

 3.2 คุณสมบัติทางความร้อน

 • อุณหภูมิในการใช้งานอย่างต่อเนื่อง: 800 °C; ทนต่ออุณหภูมิสูงสุดชั่วคราวได้ถึง 1000 °C

 • ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม: สามารถทนต่อ การทำเย็นอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนแปลงจากอุณหภูมิการทำงานสูงไปยังอุณหภูมิห้องได้

 • การนำความร้อนต่ำ ทำหน้าที่เป็นฉนวนกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพในสภาวะอุณหภูมิสูง

 • สัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อน (CTE) ต่ำที่สามารถปรับแต่งได้ ทำให้เข้ากันได้กับโลหะทั่วไปและกระจกออปติคัลสำหรับการเชื่อมแบบเบรซิ่ง (brazing) หรือการปิดผนึก (sealing)

 3.3 การเป็นฉนวนไฟฟ้า

 • ค่าความต้านทานไฟฟ้าเชิงปริมาตรสูงมาก (10¹⁴–10¹⁵ Ω·cm ที่อุณหภูมิห้อง) ตลอดช่วงอุณหภูมิและความถี่ที่กว้าง

 •ความแข็งแรงด้านฉนวนไฟฟ้าสูง (~45 kV/mm) และการสูญเสียพลังงานไดอิเล็กทริกต่ำมาก เหมาะอย่างยิ่งสำหรับฉนวนไฟฟ้าในระบบอิเล็กทรอนิกส์แรงดันสูงและคลื่นความถี่สูง

 • สมรรถนะการเป็นฉนวนยังคงเสถียรแม้ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งวัสดุพอลิเมอร์จะเสื่อมสภาพ

 3.4 ความเข้ากันได้ทางเคมีและสุญญากาศ

 • ทนต่อกรดส่วนใหญ่ ด่าง ตัวทำละลายอินทรีย์ และน้ำมัน ยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริกและโลหะอัลคาไลที่อยู่ในสถานะหลอมเหลว

 • อัตราการระเหยของก๊าซต่ำมากหลังผ่านกระบวนการอบ ไม่มีช่องว่างที่กักเก็บก๊าซเลย — เข้ากันได้ดีกับห้องสุญญากาศระดับสูงพิเศษ (UHV) สำหรับระบบเซมิคอนดักเตอร์และระบบแสง

 • มีความเสถียรภายใต้รังสีเอ็กซ์ รังสีแกมมา และรังสีอนุภาค จึงเหมาะสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมนิวเคลียร์และอวกาศ

 3.5 คุณสมบัติด้านกลศาสตร์และความปลอดภัย

 • ความแข็งแรงในการรับแรงอัดสูง (~3450 เมกะปาสคาล) และความแข็งแรงในการรับแรงดึงปานกลาง (~345 เมกะปาสคาล) แผ่นไมกาสามารถหยุดการขยายตัวของรอยแตก ทำให้วัสดุมีความเหนียวดีขึ้น

 • เป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่มีพิษและสะอาด ไม่มีสารอินทรีย์ระเหยง่าย

 • ฝุ่นที่เกิดจากการกลึงเป็นสารระคายเคืองแบบเบา จึงจำเป็นต้องควบคุมการระบายอากาศตามมาตรฐานทั่วไป

 4. ข้อจำกัดหลัก

 • ไม่เหมาะสำหรับการสัมผัสอุณหภูมิสูงกว่า 800 องศาเซลเซียสเป็นระยะเวลานาน

 • ไวต่อการกัดกร่อนโดยกรดไฮโดรฟลูออริก

 • ความแข็งและความต้านทานต่อการสึกหรอน้อยกว่า เซรามิกอะลูมินาหรือเซรามิกซิลิคอนคาร์ไบด์ สำหรับการใช้งานที่มีการขัดสีอย่างรุนแรง

 5. การประยุกต์ใช้งานหลักในอุตสาหกรรม

 5.1. สุญญากาศและอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์: ชิ้นส่วนยึดภายในห้องสุญญากาศระดับสูงพิเศษ (UHV), ฉนวนไฟฟ้าแบบผ่านผนัง, แผ่นรองรับความร้อน, ชิ้นส่วนจับเวเฟอร์

 5.2. อวกาศและยานอวกาศ: โครงยึดเซ็นเซอร์สำหรับดาวเทียม, โครงยึดฉนวนความร้อนสำหรับยานกระสวยอวกาศ, ชิ้นส่วนโครงสร้างที่ทนต่อรังสี

 5.3. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แรงดันสูง: โครงขดลวด, ฉนวนไฟฟ้าสำหรับแหล่งจ่ายไฟ, แผ่นรองในโพรงเลเซอร์

 5.4. อุปกรณ์แสงและเครื่องมือความแม่นยำ: ฐานแท่นวางอุปกรณ์แสง, โครงยึดกระจก, ชิ้นส่วนยึดสำหรับการวัดค่าความแม่นยำ

 5.5. การแพทย์และพลังงานนิวเคลียร์: บล็อกทดสอบรังสี, เครื่องมือจับชิ้นงานความแม่นยำที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษในห้องปฏิบัติการ, โครงยึดสำหรับการป้องกันรังสี

 6. การจัดตำแหน่งวัสดุ

เซรามิกแก้วที่สามารถขึ้นรูปได้คือ ช่องว่างด้านสมรรถนะที่ไม่เหมือนใครระหว่างพลาสติก โลหะ และเซรามิกที่ผ่านกระบวนการเผาอัดแน่น ซึ่งให้สมรรถนะเทียบเท่าเซรามิกในด้านความเสถียรของความร้อน/ และความเสถียรทางไฟฟ้า ขณะเดียวกันก็ยังคงความสามารถในการขึ้นรูปได้อย่างรวดเร็วและต้นทุนต่ำเช่นเดียวกับโลหะชนิดนิ่ม ทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะที่สุดสำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำแบบเฉพาะเจาะจงที่ผลิตในปริมาณน้อยถึงปานกลาง และใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง สุญญากาศ หรือแรงดันไฟฟ้าสูง ceramic-level thermal/