Mga seramikang silikon karbida: 'karayom ​​na pang-ayos ng dagat' na may katumpakan

Sa mundo ng katumpakan ng modernong industriya, ang maliliit na deformasyon ng mga materyales ay kadalasang tumutukoy sa pinakamataas na pagganap ng kagamitan.Mga seramikong silikon karbida, dahil sa kanilang natatanging pisikal na katangian, ay nagiging isang kailangang-kailangan na "matibay na tagapagbantay" sa mataas na antas ng pagmamanupaktura. Ang pambihirang resistensya ng advanced na materyal na seramiko sa deformasyon ay muling nagbibigay-kahulugan sa mga pamantayan ng pagganap para sa mga kagamitang may katumpakan.
1. Matibay na kodigo siyentipiko
Ang elastic modulus ng isang materyal ay parang ruler para sa pagsukat ng rigidity, na direktang tumutukoy sa kakayahan nitong labanan ang deformation sa ilalim ng stress. Ang elastic modulus ng silicon carbide ceramics ay mahigit tatlong beses kaysa sa ordinaryong bakal, na siyang dahilan kung bakit ito katulad ng steel reinforcement skeleton sa mga gusali kapag napailalim sa pressure – kahit na sa ilalim ng high-strength load ng mabibigat na kagamitan, ang deformation ay 1/4 lamang ng sa mga metal na materyales.
Ang pambihirang tigas na ito ay nagmumula sa malakas na istruktura ng covalent bond sa loob ng materyal. Ang bawat atomo ng carbon ay mahigpit na konektado sa apat na atomo ng silicon sa pamamagitan ng malalakas na interaksyon, na bumubuo ng isang three-dimensional na istruktura ng kristal na network. Kapag kumikilos ang mga panlabas na puwersa, ang matatag na istrukturang lattice na ito ay maaaring epektibong magpakalat ng stress at makontrol ang deformation sa loob ng saklaw ng micrometer. Sa mga larangan tulad ng mga precision optical platform at kagamitan sa paggawa ng semiconductor na walang tolerance para sa deformation, ang katangiang ito ang nagiging susi sa pagtiyak ng katumpakan.
2. Ang pilosopiya ng mga materyales na pinagsasama ang tigas at kakayahang umangkop
Ang mga silicon carbide ceramics ay hindi lamang nagpapakita ng napakataas na tigas, kundi mayroon ding nakamamanghang komprehensibong pagganap:
1. Matigas ngunit hindi malutong: Ang lakas ng pagbaluktot nito ay higit pa sa lakas ng espesyal na bakal, at kahit sa ilalim ng presyon na katumbas ng presyon ng isang nasa hustong gulang na elepante na nakatayo sa isang paa (mga 400MPa), mapapanatili pa rin nito ang integridad ng istruktura. Ang kombinasyong ito ng mataas na lakas at mataas na tigas ay lumulutas sa problema ng industriya ng pagiging marupok ng mga tradisyonal na seramiko.
2. Katatagan ng init na parang bundok: Ang koepisyent ng thermal expansion ng materyal ay 1/4 lamang ng bakal, at ang pagbabago-bago ng laki ay minimal sa pagkakaiba ng temperatura na 200 ℃. Kasama ang mahusay nitong thermal conductivity, mabilis nitong nababalanse ang mga gradient ng temperatura at maiiwasan ang akumulasyon ng deformation na dulot ng thermal stress.
3. Hindi deformasyon: Sa ilalim ng patuloy na stress, ang creep rate ng silicon carbide ay dalawang order ng magnitude na mas mababa kaysa sa mga metal na materyales. Nangangahulugan ito na kahit na sumailalim sa parehong load sa loob ng sampung taon, ang mga pagbabago sa hugis nito ay maaari pa ring kontrolin sa ibaba ng limitasyon ng pagtuklas ng instrumento.

3, Matibay na teknolohikal na halaga
Ang pambihirang kakayahang ito na labanan ang deformasyon ay lumilikha ng mga bagong posibilidad sa industriya:
Sa mga sistemang optikal ng satellite, tiyaking napapanatili ng salamin ang pagiging patag na naaayon sa antas ng nanometer sa ilalim ng matinding pagkakaiba-iba ng temperatura sa kalawakan.
Panatilihin ang katumpakan ng pagpoposisyon na sub micron ng motion platform ng semiconductor wafer processing equipment habang nasa high-speed na operasyon.
Panatilihin ang heometrikong katatagan ng selyadong istruktura ng pressure chamber ng kagamitan sa paggalugad sa malalim na dagat kahit na sa ilalim ng presyon ng tubig na nasa antas na kilometro.
Binabago namin ang bentahe ng materyal na ito tungo sa teknolohikal na kompetisyon sa pamamagitan ng mga makabagong proseso: paggamit ng mga advanced na pamamaraan sa pagmamanupaktura upang mapahusay ang densidad ng materyal; Sa pamamagitan ng paggamit ng advanced na patentadong teknolohiya, pinahuhusay ang tibay habang pinapanatili ang napakataas na tigas. Ang bawat batch ng mga materyales ay sumasailalim sa mahigpit na pagsubok upang matiyak na ang mga produktong inihahatid ay nakakatugon o lumalampas pa sa mga kinakailangan ng customer.
Sa kasalukuyan, habang ang precision manufacturing ay patungo sa nanoscale, binibigyang-kahulugan ng silicon carbide ceramics ang pangunahing hangarin ng modernong industriya gamit ang "matibay na pilosopiya" nito – gamit ang ganap na katatagan ng mga materyales upang suportahan ang walang katapusang mga posibilidad ng pagmamanupaktura. Ang teknolohikal na tagumpay na ito, na sumasalamin sa karunungan ng agham ng mga materyales, ay patuloy na mag-iimbak ng makabagong momentum ng "paggamit ng rigidity upang malampasan ang flexibility" sa high-end na paggawa ng kagamitan.