Глиноземистая керамика занимают важное место в области точного производства благодаря высокой твердости, термостойкости, коррозионной стойкости и прочной изоляции.
Конструктивное исполнение и преимущества материалов
- основные характеристики структуры
Форма корпуса: цилиндрическое основание, один конец которого расширен за счет тонкой цилиндрической структуры (удлиненная колонна), а другой конец выполнен в виде полого отверстия (глухое или сквозное отверстие).
Диапазон размеров: диаметр охватывает 1 мм-200 мм, длина удлинительной колонны может достигать 3 раз диаметра основания, а соотношение глубины полого отверстия и диаметра может быть отрегулировано.
Точность поверхности: благодаря обработке с ЧПУ и полировке, шероховатость поверхности Ra ≤ 0,2 мкм, а погрешность коаксиальности удлинительной колонки ≤ 0,01 мм. - преимущества материала
Высокая твердость и износостойкость: Твердость по шкале Мооса составляет 9 баллов, прочность на изгиб ≥ 350 МПа, а износостойкость более чем в 10 раз выше, чем у металла. Он подходит для сценариев высокочастотного трения.
Высокая термостойкость и термическая стабильность: температура плавления составляет 2072 ℃, что позволяет использовать его в течение длительного времени при температуре 1600 ℃, а коэффициент теплового расширения (7,2 × 10 - ⁶ / ℃) составляет всего 1/3 от металла, что снижает риск тепловой деформации.
Коррозионная стойкость и изоляция: отличная устойчивость к воздействию кислот, щелочей, солей и органических растворителей, объемное удельное сопротивление > 10 ¹⁴ Ω- см, отвечает требованиям высоковольтной изоляции.
Биосовместимость: в соответствии со стандартом биобезопасности ISO 10993 может использоваться для медицинских имплантатов или контактных устройств. - типичные случаи проектирования
Пример 1: керамическая конструкция диаметром 50 мм, длиной удлинительной колонны 150 мм и глубиной полого отверстия 30 мм используется для рычага переноса пластин полупроводникового оборудования, чтобы решить проблему отклонения позиционирования металлических деталей из-за теплового расширения.
Пример 2: керамическое сопло диаметром 10 мм, удлинительной колонной длиной 20 мм и сквозным полым отверстием применяется в головке для 3D-печати методом плавленного осаждения для повышения ее термостойкости и защиты от блокировки.
Сценарий применения: решение основных проблем отрасли
- производство полупроводников: передача пластин и адаптация к вакуумной среде
Проблема: металлический рычаг переноса подвержен тепловому расширению в высокотемпературной плазменной среде, что приводит к ошибке позиционирования пластин > 0,1 мм и снижению выхода продукции.
Решение: Коэффициент теплового расширения керамических структурных частей низкий, а удлинительная колонна и полое отверстие обеспечивают нулевую передачу тепловой деформации благодаря точной координации. Фактические измерения на заводе по производству пластин показывают, что частота отказов оборудования снижается на 60%, а точность выравнивания пластин повышается до ± 0,005 мм после использования этой структуры. - новая область энергетики: резка электродов литиевых батарей и защита электролита
Проблема: Металлическая фреза легко изнашивается при высокоскоростном трении, а коррозия в электролите приводит к тому, что срок службы корпуса фрезы составляет менее 1000 часов.
Решение: В качестве режущей кромки используется удлинительная колонка с керамической структурой, обладающая высокой твердостью и коррозионной стойкостью к электролитам, а срок службы увеличивается до более чем 5000 часов. В то же время, конструкция полого отверстия может быть заполнена охлаждающим газом для снижения температуры резки и уменьшения заусенцев электрода. - Аэрокосмическая промышленность: легкие и радиационно-стойкие компоненты
Проблема: Манипулятор космического аппарата должен работать в диапазоне температур от -100 ℃ до 200 ℃, металлические детали подвержены усталостному разрушению, а увеличение веса влияет на полезную нагрузку.
Решение: Плотность керамических структурных частей составляет всего 1/3 от плотности металла. Комбинированная конструкция из удлинительной колонны и полого отверстия обеспечивает легкость конструкции. В манипуляторе для отбора проб марсианского зонда конструкция снижает общий вес на 25% и повышает радиационную стойкость в 3 раза. - медицинские инструменты: основные компоненты малоинвазивных хирургических инструментов
Проблема: Традиционные металлические хирургические щипцы легко вызывают реакцию отторжения у пациентов, а при длительном использовании износ поверхности приводит к высвобождению ионов металла.
Решение: Керамическая структура обладает превосходной биосовместимостью. Удлинительная стойка используется в качестве зажимной части челюсти, а в полое отверстие можно встроить датчик или канал для доставки лекарств. В нейрохирургии конструкция обеспечивает микронную точность операций, а частота послеоперационных воспалений снижается на 80%. - Точные измерения: высокоточное позиционирование и калибровка
Проблема: Металлические стандартные детали легко деформируются при изменении температуры и влажности, что приводит к погрешности измерений > 0,01 мм.
Решение: Керамические структурные части обладают высокой стабильностью размеров. Удлиненная колонна используется в качестве калибровочного стержня, а полое отверстие может быть встроено в лазерный отражатель для достижения нано-позиционирования. При калибровке оптических приборов эта конструкция позволяет снизить погрешность повторных измерений до ±0,001 мм.
Индивидуальное обслуживание: поддержка всего процесса от проектирования до массового производства
- анализ спроса и разработка схем
Настройка конструкции: регулируйте длину, диаметр и конусность удлинительной колонны, а также глубину, диаметр и резьбу полого отверстия в соответствии со сценарием применения.
Оптимизация материала: выбор чистого глинозема (содержание Al'o ₃ ≥ 99,7%) или циркониевого упрочненного глинозема (ZTA) и других композитных материалов для баланса твердости и прочности.
Интеграция функций: позволяет встраивать металлические электроды, оптические волокна или датчики в полые отверстия для реализации проводящих, светопроводящих или передающих сигнал функций.
Керамическая структура из оксида алюминия с удлиненной колонной на одном конце и полым отверстием на другом конце решает основные проблемы точности позиционирования, коррозионной стойкости и малого веса в областях полупроводников, новой энергетики и медицинского лечения благодаря сочетанию структурных инноваций и материальных преимуществ. Опираясь на возможности индивидуального обслуживания, продукт может быстро адаптироваться к потребностям различных сценариев и стать ключевой поддержкой для модернизации оборудования высокого класса.
Керамика Brudeze поставляет и продает широкий ассортимент высококачественного кварцевого стекла, включая глиноземистую керамику, циркониевую керамику, керамику из нитрида кремния, керамику из нитрида алюминия, керамику из карбида кремния, керамику из карбида бора, биокерамику, обрабатываемую керамику и т.д. Мы можем удовлетворить требования заказчика к различным керамическим изделиям.
Теги: керамика из карбида бора
