Hvaða hlutverki gegna upphitaðar keramikplötur í sintrun fjöllaga rafstýringartækja?

Örsmáir, kraftmiklir „vöðvar“ sem kallast fjöllaga piezoelectric stýritæki geta staðsett linsur, lokar og hálfleiðarabúnað með nanómetra-nákvæmni. Þau eru unnin með því að stafla hundruðum ofur-þunnum keramikplötum, sem innra málmskaut eru prentuð á -á, og síðan sam-brenna alla bygginguna í þéttan einlita blokk. Upphitunarplatan sem framkvæmir þessa hertu verður að vera fyrirmynd um varma einsleitni.

Hitafræðileg einsleitni í heimi upphitaðs keramikplötu sinterunar piezoelectric stýribúnaðarframleiðslu er ekki bara æskilegt - hún er nauðsynleg. Jafnvel litlir hitastigshallir á eldfletinum geta valdið því að keramikstokkurinn breytist, brotnar innbyggðu rafskautin eða valdið innri vélrænni álagi sem rýrir varanlega afköst stýrisbúnaðar.

Af hverju Sintering er mikilvægt fyrir Piezoelectric stýrivélar
Lead zirconate titanate (PZT) keramik samsetningar eru mikið notaðar til framleiðslu á fjöllaga piezoelectric stýribúnaði. Stýribúnaðurinn er viðkvæmur lagskiptur „grænn líkami“ sem samanstendur af: Fyrir brennslu,

Þunnar ræmur af keramikbandi

Lím, lífrænt

Leysiefni

Rafskautshönnun úr málmi er prentuð

Þrýstimót fyrir lagskiptingu

Meðan á sintunarferlinu stendur sameinast keramikagnirnar og þéttast og innri rafskautin eru einnig sameinuð í leiðandi lög.

Það tekur viðkvæman stafla af dufti og málmbleki og býr til stífa raf-vélræna uppbyggingu sem getur myndað kraft og hreyfingu þegar rafmagni er beitt.

Hlutverk upphitaðrar keramikplötu
Heita platan er hitastigsgrunn hertukerfisins.

Það hefur eftirfarandi skyldur:

Vélrænn stuðningur á staflastýringunni

Samræmd hitadreifing

Að draga úr hitastigum

Að koma á stöðugleika í eldunarumhverfinu

Staðbundin ofhitnunarvarnir

Stýrilögin eru frekar þunn og því getur lítill hitamunur valdið ójafnri rýrnun við þéttingu.

Þessi mismunaþétting getur leitt til:

Bjögun

Brot

Innri eyður

Flögnun rafskauts

Minnkuð piezoelectric árangur

Platan þjónar því sem hitajafnari og víddarstýribúnaður.

Efni fyrir-háhita sintunarplötur
Platan er venjulega gerð úr eldföstum keramikefnum sem geta staðist langvarandi snertingu við mikinn hita.

Ál úr keramikplötum
Hár-súrál er oft valið vegna þess að það veitir:

Góður hitastöðugleiki

Hátt þjöppunarhlutfall til styrks

Einangrun fyrir rafmagnsnotkun

Ónæmi gegn efnum

Hitaáfallsþol

Keramikramminn dregur enn frekar úr mengun viðkvæmra PZT frumefna við brennslu.

Innbyggðar hitaeiningar
Platan gæti verið með innbyggðum háhita hitaeiningum, td:

Þættir mólýbdenþols

Kísilkarbíð (SiC) hitaeiningar

Mólýbden disilicide kerfi

Slík hitunarefni hafa verið valin vegna getu þeirra til að gefa stöðuga hitauppstreymi yfir margra-klukkutíma sintunarlotur við hitastig yfir 1000 gráður.

Gríðarlega einsleitni í kröfum um hitastig
Einn meiriháttar vandi í upphituðu keramikplötu sintunar piezoelectric stýribúnaðarferlinu er að ná mjög stöðugu yfirborðshitastigi.

Venjulegt sintunarhitastig
Nákvæmt eldhitastig er breytilegt eftir tilteknu keramiksamsetningunni, hins vegar eru PZT-undirstaða virkjunartæki venjulega sintuð á milli:

1100 gráður og 1300 gráður

Mismunandi rýrnunaráhrif stækka lítilsháttar varmamisræmi við þetta hitastig.

Varma nákvæmni krafist
Hitastig einsleitni markmið fyrir iðnaðar sintunarplötur eru oft innan:

±1 gráðu til ±2 gráðu yfir virka yfirborðið

Þessi viðmiðun er mjög erfið með mjög háu vinnuhitastigi.

Í ofninum er platan heitt þögult algjörlega einsleitt stig þegar hvert keramiklag þarf að skreppa saman í sameiningu.

Forvarnir gegn vindi og eyðingu
Piezoelectric stýrir eru marglaga-og lenda því í vissum óvenjulegum hitavandamálum.

Mismunauppgjör
Ef eitt svæði í bunkanum hitnar hraðar en annað:

Hraði keramikrýrnunar er mismunandi

Uppsöfnun innri spennu

Lagaflögun á sér stað

Jafnvel minnstu stærðarfrávik gætu haft áhrif á nákvæmni stýribúnaðarins gagnvart enda-notandanum.

Innri rafskautsstöðugleiki
Palladíum-silfur rafskautslögin eru sett á milli keramikplötur og ættu að herða á sama tíma og keramikið í kring.

Ójöfn hitun getur leitt til:

Rafskautsbil

Flögnun laga.

Hlé

Tap á leiðni

Rafmagnísk tenging minnkað

Þess vegna er mikilvægt fyrir bæði burðarvirki og rafmagnsframmistöðu að viðhalda jöfnum hitauppstreymi yfir allan stafla.

Af hverju að nota háhitamassa?
Hertuplöturnar eru hannaðar til að hafa verulegt magn og hitatregðu.

Kostir mikillar hitatregðu
Stór hitauppstreymi hjálpar:

Útrýma hitasveiflum

Standast hratt hitauppstreymi

Slétt upphitunarhring áhrif

Haltu kveikjuskilyrðum stöðugum í langan-tíma skottíma

Þessi stöðugleiki er sérstaklega mikilvægur þar sem rafkveikjuloturnar geta verið margar klukkustundir og innihalda:

Áfangauppbyggingar-rampa

Stig bindiefnis brenna-út

Bleytingartímar við háan hita

Hægar stjórnaðar kælingarlotur

Stóra keramikplatan virkar sem varma svifhjól fyrir allt ofnferlið.

Andrúmsloftsstjórnun í Sintering
Umhverfi sintunar hefur veruleg áhrif á hegðun bæði keramiksins og rafskautsins.

Stýrt andrúmsloft
Aðferðin gæti virkað í: Á grundvelli efna í stýribúnaðinum

Loft.

Nitur

Óvirku gasblöndur í stjórn

Súrefnisstýrt andrúmsloft

Platan verður að vera efnafræðilega stöðug við öll tilgreind loftskilyrði.

Efnafræðileg tregða skiptir sköpum
Blýoxíðgufa getur borist frá blýi sem inniheldur PZT keramik við háan hita.

Ef þessar gufur bregðast við plötunni eða hitaeiningunum:

Mengun getur verið til staðar

Hröðun niðurbrots hitari

Yfirborðsefnafræði raskar stöðugleika

Eldföst keramik og efnaþolin hitakerfi eru því óaðskiljanlegur hluti af plötusamstæðunni.

Stjórnunarathugið
Hitastöðugleiki notar Multi-Zone PID Control
Nútíma sintunarplötum er almennt stjórnað með PID-hitakerfi með mörgum -svæða með forstilltum hitaupplýsingum.

Þessi arkitektúr gerir ráð fyrir:

Óháð stjórn á einstökum plötusvæðum

Jaðarhitatapsbætur

Nákvæmt-hraði-breytingastjórnunar

Stöðug stjórn á hitastigi í bleyti

Hitasniðið sjálft er vandlega hannað til að:

Fjarlæging á bindiefni

Sintring á keramik

Sam-kveikja rafskauta

Stýrð kæling: léttir á streitu

Háþróuð kerfi geta notað nokkur hitaeiningar sem eru staðsettar um plötubygginguna til að veita stöðuga sannprófun á einsleitni meðan á notkun stendur.

Vandamál við hönnun á stórum-flötum
Eftir því sem framleiðslumagn stýrisbúnaðar eykst verður það sífellt erfiðara að ná samræmdri frammistöðu á stærri plötusvæðum.

Kæliáhrif við brúnina
Það fer eftir skipulagsaðferðum sem notuð eru, hitatap á jaðri plötunnar getur valdið köldum blettum.

Vélræn flatleiki
Platan verður að vera víddarstöðug, jafnvel þegar hún er hjóluð mörgum sinnum í hitastig yfir 1200 gráður.

Samhæfni við hitastækkun
Efnasamsetningar sem notaðar eru í plötusamsetningu verða að geta lifað af endurtekna stækkun og samdrætti án þess að sprunga eða brenglast.

Sem afleiðing af öllum þessum athugunum eru-afkastamikil hertuplötur meðal flóknustu varmaíhlutanna sem notaðir eru í nákvæmni keramikframleiðslu.

Niðurstaða
Upphitaða keramikplatan er ómissandi háhitaverkfæri sem breytir viðkvæmum lagskiptum stafla af keramikdufti og málmbleki í öflugan, afar nákvæman piezoelectric stýribúnað. Platan veitir framúrskarandi hita einsleitni meðan á sintun stendur þannig að keramikhlutinn og ígræddu rafskautslögin þéttast saman án þess að vinda, sprunga eða delamina.

Þessar plötur eru gerðar úr eldföstum keramik eins og súrál og eru hituð með mólýbdeni eða kísilkarbíðþáttum sem eru settir í þær. Þeir vinna við hitastig sem oft fer yfir 1100 gráður og veita einsleitni hitastigs yfir yfirborðið innan nokkurra gráður. Hár varmamassi þeirra, efnaóvirkni og háþróuð fjöl-svæðastýringarkerfi veita þann stöðugleika sem þarf fyrir viðkvæmt, margra-klukkutíma-sameldunarferlið.

Vel-stýrð hitastig veita yfirleitt minnstu og nákvæmustu vélrænni hreyfingarnar í háþróuðum framleiðslukerfum. Í hálfleiðaraframleiðslu byrja bestu hreyfingarnar með mest gallalausa stjórnaðan hita.