Қазіргі заманғы өнеркәсіптің дәлдік әлемінде материалдардың шағын деформациялары көбінесе жабдықтың соңғы өнімділігін анықтайды.Кремний карбиді керамикасы, өздерінің бірегей физикалық қасиеттерімен жоғары деңгейлі өндіріс саласында таптырмас «қатты қорғанышқа» айналуда. Жетілдірілген керамикалық материалдың деформацияға ерекше төзімділігі дәлдік жабдықтарының өнімділік стандарттарын қайта анықтауда.
1, Қатаң ғылыми код
Материалдың серпімділік модулі қаттылықты өлшеуге арналған сызғыш сияқты, оның кернеу кезіндегі деформацияға төтеп беру қабілетін тікелей анықтайды. Кремний карбидті керамиканың серпімділік модулі кәдімгі болаттан үш еседен астам, бұл оны қысымға ұшыраған кезде ғимараттардағы болат арматура қаңқасына ұқсас етеді - тіпті ауыр жабдықтың жоғары беріктігі кезінде де деформация металл материалдардың деформациясының тек 1/4 бөлігін құрайды.
Бұл ерекше қаттылық материалдың ішіндегі күшті коваленттік байланыс құрылымынан туындайды. Әрбір көміртек атомы күшті өзара әрекеттесу арқылы төрт кремний атомымен тығыз байланысып, үш өлшемді желілік кристалдық құрылымды құрайды. Сыртқы күштер әсер еткен кезде, бұл тұрақты торлы құрылым кернеуді тиімді түрде таратып, деформацияны микрометр диапазонында басқара алады. Дәлдік оптикалық платформалар мен деформацияға нөлдік төзімділігі бар жартылай өткізгіш өндіріс жабдықтары сияқты салаларда бұл сипаттама дәлдікті қамтамасыз етудің кілтіне айналады.
2, Қаттылық пен икемділікті біріктіретін материалдар философиясы
Кремний карбиді керамикасы тек өте жоғары қаттылықты ғана емес, сонымен қатар таңғажайып кешенді сипаттамаларға да ие:
1. Қатты, бірақ сынғыш емес: Оның иілу беріктігі арнайы болаттан асып түседі, тіпті бір аяғымен тұрған ересек пілдің қысымына тең қысым астында (шамамен 400 МПа), ол құрылымдық тұтастығын сақтай алады. Жоғары беріктік пен жоғары қаттылықтың бұл үйлесімі дәстүрлі керамиканың сынғыш болу мәселесін шешеді.
2. Тау сияқты жылу тұрақтылығы: материалдың жылу кеңею коэффициенті болаттың жылу кеңею коэффициентінің тек 1/4 бөлігін құрайды, ал өлшем ауытқуы 200 ℃ температура айырмашылығында минималды. Тамаша жылу өткізгіштігімен бірге ол температура градиенттерін тез теңестіре алады және жылу кернеуінен туындаған деформацияның жиналуын болдырмайды.
3. Деформацияланбау: Үздіксіз кернеу кезінде кремний карбидінің сырғу жылдамдығы металл материалдарға қарағанда екі есе төмен. Бұл он жыл бойы бірдей жүктемеге ұшырағанның өзінде, оның пішінінің өзгеруін аспаптың анықтау шегінен төмен бақылауға болатынын білдіреді.
3, Қатты технологиялық құндылық
Деформацияға қарсы тұрудың бұл ерекше қабілеті жаңа өнеркәсіптік мүмкіндіктер туғызуда:
Спутниктік оптикалық жүйелерде айнаның кеңістіктегі температураның күрт өзгеруі кезінде нанометрлік деңгейдегі тегістігін сақтауын қамтамасыз етіңіз.
Жоғары жылдамдықты жұмыс кезінде жартылай өткізгіш пластиналарды өңдеу жабдықтарының қозғалыс платформасының микроннан төмен позициялау дәлдігін сақтау.
Терең теңізді барлау жабдықтарының қысым камерасының тығыздалған құрылымының геометриялық тұрақтылығын километрлік деңгейдегі су қысымы кезінде де сақтау.
Біз бұл материалдық артықшылықты инновациялық процестер арқылы технологиялық бәсекеге қабілеттілікке айналдырамыз: материал тығыздығын арттыру үшін озық өндіріс әдістерін енгізу; озық патенттелген технологияны пайдалану арқылы беріктік жоғары қаттылықты сақтай отырып, артады. Әрбір материал партиясы жеткізілетін өнімдердің тұтынушы талаптарына сәйкес келетініне немесе тіпті одан да асып түсетініне көз жеткізу үшін қатаң сынақтан өтеді.
Бүгінгі таңда дәл өндіріс наноөлшемге қарай жылжып келе жатқандықтан, кремний карбиді керамикасы заманауи өнеркәсіптің негізгі мақсатын өзінің «қатаң философиясымен» түсіндіруде – өндірістің шексіз мүмкіндіктерін қолдау үшін материалдардың абсолютті тұрақтылығын пайдалану. Материалтану даналығын бейнелейтін бұл технологиялық серпіліс жоғары деңгейлі жабдық өндірісіне «икемділікті жеңу үшін қаттылықты пайдалану» инновациялық серпінін енгізуді жалғастырады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 29 сәуір