Quali sono i tipi di ceramiche lavorabili?

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Ceramica lavorabile sono un tipo di materiale ceramico avanzato con proprietà di lavorazione meccanica uniche, che può essere lavorato con precisione attraverso metodi di lavorazione meccanica convenzionali quali tornitura, fresatura, foratura, ecc. dopo la sinterizzazione.

I principali tipi e caratteristiche delle ceramiche lavorabili

1. Ceramiche lavorabili a macchina a base di mica
   Composizione del materiale: Cristallo di mica come matrice, fase vetrosa come legante
   Caratteristiche di lavorazione: ottima lavorabilità, può essere lavorato con utensili standard in lega dura
   Prodotto tipico: MACOR ®、 Ceramica di vetro mica
   Temperatura di esercizio: Temperatura massima di utilizzo continuo di 800-1000 ℃
2. Ceramiche lavorabili a macchina a base di nitruro di boro
   Composizione del materiale: Nitruro di boro esagonale (h-BN) come componente principale
   Caratteristiche di lavorazione: Prestazioni di lavorazione simili alla grafite, basso coefficiente di attrito
   Prodotti tipici: Nitruro di boro pressato a caldo, ceramica al nitruro di boro di grado spray
   Temperatura di esercizio: fino a 2000 °C in atmosfera inerte, circa 900 °C in aria
3. Ceramiche lavorabili a macchina a base di fosfato
   Composizione del materiale: Fosfato di alluminio, fosfato di zirconio e altri sistemi
   Caratteristiche di lavorazione: Buone prestazioni di lavorazione, resistenza moderata
   Vantaggi speciali: bassa conducibilità termica, eccellenti prestazioni di isolamento termico
4. Ceramiche composite lavorabili
   Composizione del materiale: Progettazione composita di più fasi ceramiche
   Caratteristiche di lavorazione: Equilibrio tra lavorabilità e proprietà meccaniche
   Concetto di design: Realizzare un meccanismo di frattura controllabile attraverso la progettazione della microstruttura

Vantaggi del prodotto e valori fondamentali
Eccellente lavorabilità
-Non servono utensili diamantati: È possibile utilizzare utensili convenzionali in lega dura o acciaio rapido.
-Formatura di forme complesse: in grado di lavorare filettature, scanalature sottili e strutture irregolari
-Post-elaborazione a basso costo: riducendo significativamente i costi di produzione dei componenti ceramici di precisione
Prestazioni eccellenti e complete
-Resistenza alle alte temperature: Intervallo di temperatura di esercizio da -200 ℃ a 1600 ℃
-Isolamento elettrico: elevata resistività volumetrica, adatta ad ambienti ad alta tensione
-Stabilità chimica: resistente alla maggior parte degli agenti corrosivi acidi, basici e solventi
-Bassa dilatazione termica: elevata stabilità dimensionale, forte resistenza agli shock termici
Combinazione di funzioni multifunzionali
-Conducibilità termica regolabile: da basso isolamento a conducibilità termica moderata
-Compatibilità con il vuoto: velocità di rilascio del gas estremamente bassa, adatta per sistemi sottovuoto
-Stabilità alle radiazioni: Alcuni tipi sono resistenti alle radiazioni e adatti all'industria nucleare.

Servizio di personalizzazione per specifiche e dimensioni
Specifiche standard del prodotto
-Consiglio: spessore 0,5-50 mm, dimensioni massime 600 × 600 mm
-Rod: diametro 3-150 mm, lunghezza fino a 1000 mm
-Materiale del tubo: I diametri interni ed esterni possono essere personalizzati, con uno spessore minimo della parete di 0,3 mm.
Capacità di lavorazione di precisione
-Controllo della tolleranza: convenzionale ± 0,05 mm, grado di precisione ± 0,005 mm
-Rugosità della superficie: Il valore minimo può raggiungere Ra 0,1 μm.
-Strutture complesse: in grado di lavorare fori profondi, pareti sottili e microstrutture
Opzioni di personalizzazione speciali
-Composito materiale: Struttura composita di diversi strati ceramici
-Trattamento di metallizzazione: La metallizzazione superficiale viene utilizzata per la saldatura o il confezionamento.
-Miglioramento del rivestimento: I rivestimenti funzionali migliorano le proprietà delle superfici

Principali problemi industriali risolti

1. Isolamento e supporto ad alta temperatura
   Scenario del problema: Componenti isolanti per forni ad alta temperatura e apparecchiature di riscaldamento a induzione
   Soluzione: Dispositivi di fissaggio e staffe per la produzione di ceramica lavorabile a base di mica
   Effetto: Può resistere a temperature superiori a 1000 ℃ e mantenere le proprietà di isolamento elettrico.
2. Componenti per strumenti di precisione
   Scenario del problema: Le apparecchiature per semiconduttori e gli strumenti analitici richiedono componenti isolanti dalla forma complessa.
   Soluzione: Lavorazione di precisione della ceramica in strutture specifiche
   Effetto: Elevata precisione dimensionale, compatibilità con il vuoto, nessun inquinamento
3. Dispositivi elettrici per aspirazione
   Scenario del problema: I tubi a microonde e gli acceleratori richiedono componenti isolanti compatibili con l'alto vuoto.
   Soluzione: Ceramiche lavorabili con basso tasso di degassamento
   Effetto: Mantenere un elevato grado di vuoto, resistente al bombardamento elettronico
4. Ambiente resistente alla corrosione
   Scenario del problema: Apparecchiature chimiche, processo a umido per semiconduttori
   Soluzione: Ceramiche chimicamente stabili e lavorabili
   Effetto: Resistente alla corrosione acida e alcalina, di lunga durata

Presentazione del caso applicativo
Caso 1: Componenti chiave delle apparecchiature per semiconduttori
Contesto del cliente: Azienda leader nella produzione di apparecchiature per semiconduttori
Requisiti per la candidatura: Componenti di fissaggio dell'isolamento in apparecchiature di incisione al plasma, che richiedono resistenza alle alte temperature, elevata purezza e lavorazione di precisione di forme complesse.
Soluzione: Adottando ceramiche lavorabili ad alta purezza a base di mica, personalizzando e lavorando 24 diversi componenti strutturali.
Effetto dell'uso: Il tempo medio tra i guasti dell'apparecchiatura è aumentato di 30% e il rilascio di ioni inquinanti è ridotto a livelli ppb.
Caso 2: Imballaggio di sensori aerospaziali
Contesto del cliente: Istituto di ricerca aerospaziale
Requisiti per la candidatura: Imballaggio isolante per sensori di pressione ad alta temperatura, che richiede resistenza a 1200 ℃, bassa espansione termica e capacità di saldatura con metallizzazione.
Soluzione: Ceramica lavorabile a macchina a base di nitruro di boro, trattamento di metallizzazione superficiale
Effetto dell'uso: Applicato con successo ai test sui motori, mantenendo una precisione stabile per oltre 1000 ore.
Caso 3: Finestra di radiazione delle apparecchiature mediche
Contesto del cliente: Azienda produttrice di apparecchiature di imaging medico di fascia alta
Requisiti per la candidatura: Finestra di osservazione per apparecchiature a raggi X, che richiede un'elevata trasmittanza dei raggi X, sigillatura sottovuoto e struttura complessa.
Soluzione: Ceramica composita lavorabile, struttura flangiata lavorata con precisione
Effetto dell'uso: trasmittanza aumentata di 15%, tasso di perdita inferiore a 10 ⁻⁹ Pa · m ³/s
Caso 4: Misurazione dell'ambiente di corrosione chimica
Contesto del cliente: Azienda chimica specializzata
Requisiti per la candidatura: Guaina per sensore di livello liquido in ambienti fortemente acidi e alcalini, che richiede resistenza alla corrosione e filettature lavorabili
Soluzione: Ceramiche lavorabili a base di fosfato per la lavorazione di strutture filettate interne ed esterne
Effetto dell'uso: La durata è stata estesa da 3 mesi di materie prime a oltre 3 anni.

Le ceramiche lavorabili svolgono un ruolo insostituibile nella produzione di alta gamma grazie alla loro lavorabilità unica e alle eccellenti prestazioni complessive. Da quelle a base di mica a quelle a base di nitruro di boro, dai componenti standard a quelli completamente personalizzati, questi materiali hanno risolto i problemi legati alla difficile lavorabilità delle ceramiche tradizionali e all'incapacità dei metalli tradizionali di soddisfare i requisiti prestazionali degli ingegneri.
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