Struttura ceramica in ossido di alluminio con foro cavo all'altra estremità

Ceramica di allumina occupano una posizione importante nel campo della produzione di precisione grazie alla loro elevata durezza, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e forte isolamento.

Progettazione strutturale e vantaggi dei materiali

1. Caratteristiche della struttura principale
   Forma del corpo principale: base cilindrica, un'estremità della quale è prolungata con una sottile struttura cilindrica (colonna prolungata), mentre l'altra estremità è progettata come un foro cavo (foro cieco o foro passante).
   Gamma di dimensioni: il diametro copre 1mm-200mm, la lunghezza della colonna di estensione può raggiungere 3 volte il diametro della base e il rapporto tra profondità del foro e diametro può essere regolato.
   Precisione della superficie: grazie alla lavorazione CNC e alla lucidatura, la rugosità superficiale Ra ≤ 0,2 μ m e l'errore di coassialità della colonna di estensione ≤ 0,01 mm.
2. vantaggi delle prestazioni del materiale
   Elevata durezza e resistenza all'usura: La durezza Mohs è di grado 9, la resistenza alla flessione ≥ 350Mpa e la resistenza all'usura è più di 10 volte quella del metallo. È adatto a scenari di attrito ad alta frequenza.
   Resistenza alle alte temperature e stabilità termica: il punto di fusione è di 2072 ℃, che può essere utilizzato per lungo tempo a 1600 ℃, e il coefficiente di espansione termica (7,2 × 10 - ⁶ / ℃) è solo 1/3 del metallo, riducendo il rischio di deformazione termica.
   Resistenza alla corrosione e isolamento: eccellente resistenza ad acidi, alcali, sali e solventi organici, resistività di volume > 10 ¹⁴ Ω- cm, soddisfa i requisiti di isolamento ad alta tensione.
   Biocompatibilità: secondo lo standard di biosicurezza ISO 10993, può essere utilizzato per impianti medici o dispositivi a contatto.
3. casi di progettazione tipici
   Caso 1: una struttura in ceramica con un diametro di 50 mm, una lunghezza della colonna di estensione di 150 mm e una profondità del foro di 30 mm viene utilizzata per il braccio di trasferimento dei wafer di un'apparecchiatura per semiconduttori per risolvere la deviazione di posizionamento delle parti metalliche dovuta all'espansione termica.
   Caso 2: l'ugello in ceramica con un diametro di 10 mm, una lunghezza della colonna di estensione di 20 mm e un design a foro cavo passante viene applicato alla testa di deposizione fusa per la stampa 3D per migliorare la resistenza alle alte temperature e le prestazioni antibloccaggio.

Scenario applicativo: risolvere i principali problemi del settore

1. produzione di semiconduttori: trasmissione dei wafer e adattamento all'ambiente del vuoto
   Problema: il braccio di trasferimento metallico è soggetto a espansione termica nell'ambiente del plasma ad alta temperatura, con conseguente errore di posizionamento del wafer > 0,1 mm e riduzione della resa.
   Soluzione: il coefficiente di espansione termica delle parti strutturali in ceramica è basso e la colonna di estensione e il foro cavo realizzano una trasmissione della deformazione termica pari a zero grazie a un coordinamento preciso. La misurazione effettiva in una fabbrica di wafer mostra che il tasso di guasto dell'apparecchiatura è ridotto da 60% e l'accuratezza dell'allineamento dei wafer è migliorata a ± 0,005 mm dopo l'utilizzo della struttura.
2. nuovo settore energetico: taglio dell'elettrodo della batteria al litio e protezione dell'elettrolito
   Problema: la fresa metallica è facilmente soggetta a usura in caso di attrito ad alta velocità e la corrosione elettrolitica causa una vita utile del corpo della fresa inferiore a 1000 ore.
   Soluzione: La colonna di estensione della struttura ceramica è utilizzata come tagliente, con elevata durezza e resistenza alla corrosione elettrolitica, e la vita utile è estesa a più di 5000 ore. Allo stesso tempo, il design del foro cavo può essere riempito con gas di raffreddamento per ridurre la temperatura di taglio e la bava dell'elettrodo.
3. Aerospaziale: componenti leggeri e resistenti alle radiazioni
   Problema: il manipolatore del veicolo spaziale deve lavorare in un intervallo di temperatura compreso tra -100 ℃ e 200 ℃, le parti metalliche sono soggette a fratture da fatica e l'aumento del peso influisce sul carico utile.
   Soluzione: la densità delle parti strutturali in ceramica è solo 1/3 di quella del metallo. Il design combinato della colonna di estensione e del foro cavo consente di ottenere la leggerezza della struttura. Nel manipolatore di campionamento della sonda marziana, la struttura riduce il peso complessivo di 25% e migliora la resistenza alle radiazioni di 3 volte.
4. strumenti medici: componenti fondamentali degli strumenti chirurgici mini-invasivi
   Problema: I tradizionali forcipi chirurgici in metallo possono facilmente causare reazioni di rigetto da parte dei pazienti e l'usura della superficie rilascia ioni metallici dopo un uso prolungato.
   Soluzione: la struttura in ceramica ha un'eccellente biocompatibilità. La colonna di estensione viene utilizzata come parte di bloccaggio della mascella e il foro cavo può essere integrato con un sensore o un canale di somministrazione del farmaco. In neurochirurgia, la struttura raggiunge una precisione operativa di un micron e l'incidenza dell'infiammazione postoperatoria è ridotta da 80%.
5. misura di precisione: posizionamento e calibrazione ad alta precisione
   Problema: Le parti metalliche standard si deformano facilmente al variare della temperatura e dell'umidità, con conseguente errore di misura > 0,01 mm.
   Soluzione: Le parti strutturali in ceramica hanno una forte stabilità dimensionale. La colonna estesa viene utilizzata come asta di calibrazione e il foro cavo può essere incorporato nel riflettore laser per ottenere un posizionamento nano. Nella calibrazione degli strumenti ottici, la struttura riduce l'errore di misura ripetuto a ± 0,001 mm.

Servizio personalizzato: supporto all'intero processo, dalla progettazione alla produzione di massa

1. analisi della domanda e progettazione dello schema
   Personalizzazione della struttura: regolazione della lunghezza, del diametro e della conicità della colonna di estensione, nonché della profondità, del diametro e della filettatura del foro cavo in base allo scenario applicativo.
   Ottimizzazione del materiale: fornire la selezione di allumina pura (contenuto di al'o ₃ ≥ 99,7%) o di allumina temprata con zirconio (ZTA) e altri materiali compositi per bilanciare durezza e tenacità.
   Integrazione delle funzioni: supporta l'inserimento di elettrodi metallici, fibre ottiche o sensori in fori cavi per realizzare funzioni conduttive, di guida della luce o di trasmissione del segnale.

La struttura ceramica in ossido di alluminio con una colonna estesa a un'estremità e un foro cavo all'altra risolve i problemi fondamentali di precisione di posizionamento, resistenza alla corrosione e leggerezza nei settori dei semiconduttori, delle nuove energie e del trattamento medico, grazie alla combinazione di innovazione strutturale e vantaggi dei materiali. Grazie alla capacità di servizio personalizzato, il prodotto può adattarsi rapidamente alle esigenze dei diversi scenari e diventare il supporto chiave per l'aggiornamento delle apparecchiature di fascia alta.

Ceramica Brudeze fornisce e vende un'ampia gamma di vetri di quarzo di alta qualità, tra cui ceramica di allumina, ceramica di zirconia, ceramica di nitruro di silicio, ceramica di nitruro di alluminio, ceramica di carburo di silicio, ceramica di carburo di boro, bioceramica, ceramica lavorabile, ecc. Siamo in grado di soddisfare le esigenze di personalizzazione di vari prodotti ceramici.