가공 가능한 세라믹의 형태는 무엇인가요?

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가공 가능한 세라믹스, 고급 엔지니어링 소재로서, 독특한 기계적 가공 특성과 우수한 열적·전기적 특성 덕분에 항공우주, 반도체, 의료 장비 등 고급 분야에 널리 적용되어 왔다.

가공 가능한 세라믹스의 일반적인 형상 분류

1. 기본 기하학적 도형

• 판과 시트: 두께가 0.5mm에서 50mm까지인 평판, 개스킷 및 라이너
• 디스크와 링: 직경 3mm부터 500mm까지의 디스크, 개스킷 및 씰링 링
• 원통형: 직경 1~200mm의 실린더, 프리즘 및 가이드 컬럼
• 관형 구조: 직관, 특수 형상 파이프 및 슬리브, 정밀하게 제어 가능한 벽 두께

1. 복잡한 3차원 형상

• 불규칙한 곡면 부품: 포물선 곡면, 구면, 불규칙 곡면
• 다공성 구조: 균일하게 분포된 미세다공성 세라믹스 및 맞춤형 다공성
• 복합 구조: 다층 복합재, 상감 및 조립된 통합 부품

1. 초정밀 형상

• 소형화된 부품: 반도체 마이크로 고정 장치, 프로브 홀더, 절연 시트
• 정밀 기능 부품: 마이크로 홈, 마이크로 구멍, 미세 이빨 구조, ±0.01mm의 정밀도
• 얇은 벽 구조: 두께가 0.3mm 미만인 취약한 얇은 벽 부품

제품 장점 및 성능 특징
재료 특성 장점

• 우수한 가공성: 표준 경질 합금 또는 다이아몬드 공구로 선삭, 밀링, 드릴링 및 탭 가공이 가능합니다.
• 뛰어난 열 안정성: 1000°C까지의 고온에 견디며, 낮은 열팽창 계수를 가집니다.
• 뛰어난 전기 절연성: 고주파에서 낮은 유전 손실 및 높은 부피 저항률
• 화학적 불활성이 우수합니다: 산 및 알칼리 부식에 강하며, 오염 입자를 생성하지 않습니다.
• 균형 잡힌 기계적 특성: 높은 경도, 우수한 내마모성을 유지하면서 적당한 인성을 갖춤
  전통 세라믹에 비해 갖는 비교 우위
  전통적인 소결 세라믹스의 특성인 금형 성형이 필요하고 재가공이 어려운 점과 비교하여, 가공 가능한 세라믹스는 세라믹스의 우수한 성능을 유지하면서도 금속과 유사한 가공 자유도를 제공하며 시료 개발 주기를 현저히 단축시킵니다.

사양 및 치수에 대한 맞춤 제작 서비스 역량

1. 표준화된 제품 시리즈
   우리는 표준 규격의 재고 제품을 포함하여 제공합니다.
   표준 플레이트: 100×100mm ~ 300×300mm, 두께 1~30mm
   표준 봉: 직경 5-100mm, 길이 10-500mm
   표준 파이프: 내경 2-150mm, 두께 1-20mm
2. 전방위 맞춤 설정 기능

• 크기 사용자 지정: 마이크론에서 미터에 이르는 크기 범위 내에서 정밀 제조를 지원합니다
• 허용 오차 제어: 표준 공차는 ±0.05mm이며, 고정밀 부품의 경우 ±0.005mm까지 도달할 수 있습니다.
• 표면 처리: 연마, 연삭, 코팅 및 기타 표면 마감 서비스를 제공합니다.
• 배치 유연성: 단일 샘플부터 수만 개 대량 생산에 이르기까지 유연한 생산을 지원합니다

1. 디자인 지원 서비스

• 무료 도면 검토 및 공정 실현 가능성 분석
  복잡한 구조물의 가공 공정 최적화를 위한 제안
  재료 선정 지침 및 성능 검증 지원

가공 가능한 세라믹이 해결하는 핵심 문제
고온 환경에서의 절연 및 지지
문제 시나리오: 고온로 내 온도 측정 요소 절연, 반도체 열처리 고정 장치
해결책: 가공 가능한 운모 세라믹스를 활용하여 최대 1300°C의 온도를 견디면서도 우수한 절연 성능을 유지할 수 있도록 합니다.

2. 고주파 회로의 신호 무결성
   문제 시나리오: 고주파 시험 고정 장치, 마이크로파 부품 기판
   해결책: 신호 감쇠를 줄이기 위한 낮은 유전율, 저손실 가공 가능 세라믹스
3. 강한 부식성 환경에서의 장기적 안정성
   문제 시나리오: 화학 장비의 밀봉, 반도체 식각 장비의 구성 요소
   해결책: 산 및 알칼리 부식에 대한 우수한 내성을 지닌 완전 다밀도 및 가공 가능한 질화 붕소 세라믹스
4. 열팽창 일치화의 주요 적용 분야
   문제 시나리오: 금속-세라믹 밀봉, 복합 기판
   해결책: 열팽창 계수를 조절 가능한 가공 가능한 복합 세라믹스

응용 사례 공유
사례 1: 반도체 웨이퍼 이송 시스템
과제: 특정 반도체 장비 제조사는 고온 진공 환경에서 작동 가능하며, 높은 치수 안정성을 갖추고 입자 오염이 없는 웨이퍼 지지대가 필요합니다.
해결책: 해당 부품에 맞춤형 알루미늄 질화물 가공 가능 세라믹 브라켓을 적용하였습니다. 이 브라켓은 중공 경량 설계로 800°C에서 열변형률이 0.1% 미만입니다.
결과: 제품 수명은 원재료 대비 5배 연장되었으며, 웨이퍼 오염률은 90% 감소되었습니다.
사례 2: 항공우주 고온 센서
과제: 항공 엔진 시험에는 최대 1100°C의 온도를 견딜 수 있는 센서 절연 하우징이 필요하며, 이는 복잡한 내부 유로와 금속 부품과의 정밀한 조정을 요구합니다.
해결책: 가공 가능한 규산염 세라믹 쉘을 개발하였으며, 복잡한 냉각 채널을 일체형으로 가공하였다. 열팽창 계수는 합금 쉘과 일치한다.
결과: 센서의 작동 온도가 200°C 상승했으며, 신호 안정성이 40%만큼 향상되었습니다.
사례 3: 의료용 선형가속기의 구성 요소
과제: 의료 장비 제조업체는 방사선 치료 장비용 고정밀, 비자성 콜리메이터 부품이 필요하며, 가공 정밀도는 ±0.02mm 이내여야 하고 방사선 안정성을 갖춰야 합니다.
해결책: 특수 가공 가능한 복합 세라믹스를 채택하고, 5축 정밀 가공을 통해 복잡한 곡면 형상을 구현하였으며, 표면 거칠기 Ra<0.4μm를 달성하였습니다.
성과: 빔 콜리메이션 정확도가 60%로 향상되었으며, 장비 교정 주기가 3배 연장되었습니다.

가공 가능한 세라믹의 형상은 거의 전적으로 설계 상상력과 가공 기술의 한계에 의해 제한됩니다. 단순한 개스킷부터 복잡한 다공성 구조체까지, 밀리미터 크기의 미세 부품부터 미터 크기의 대형 부품에 이르기까지, 현대의 가공 가능한 세라믹 기술은 엔지니어들에게 전례 없는 설계 자유도를 제공합니다.
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