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碳化硅的优缺点

碳化硅制品是一种广泛应用于高温、高压、高频环境的先进材料。

碳化硅陶瓷
其优缺点如下:
优点:
1.优异的高温性能:碳化硅制品熔点高达2700℃,在高温环境下仍能保持其结构稳定性和强度,因此广泛应用于高温熔融金属、高温加热炉、高温石化等领域。
2.耐腐蚀性强:碳化硅具有优异的耐腐蚀性,在酸、碱、氧化性环境中能长期稳定工作。
3.硬度高、强度高:碳化硅比传统的陶瓷材料具有更高的硬度和强度,因此具有良好的耐磨性和抗冲击性。
4.导热性和导电性优良:碳化硅具有较高的导热性和优良的导电性,因此被广泛应用于大功率电子元件和散热器的制造。
缺点:
1.价格昂贵:碳化硅制品由于制造成本高,制造成本较高。
2.制造难度大:碳化硅制品制造难度大,需要高温、高压等复杂的生产工艺。
3.易碎:碳化硅制品易碎,不适用于一些颗粒大、易磨损的环境。
4.可加工性差:碳化硅制品的可加工性差,加工难度大,难以制造形状复杂的碳化硅制品。
碳化硅陶瓷材料特性供参考。

碳化硅陶瓷材料特性


先进技术陶瓷设计指南

不熟悉使用陶瓷的工程师通常会想要直接复制原本是金属的部件,例如用陶瓷制成的部件。通常这不是最好的解决方案,并且会不必要地增加制造成本,甚至导致组件无法按预期工作。

 

Advanced Technical Ceramics

通过尽可能遵循这些建议,高级陶瓷部件将更容易、更便宜地制造,为您节省时间和金钱,同时仍提供“适合用途”的部件。
1. 公差尺寸尽可能宽松。例如,如果组件的公差为±1-3%,则通常可以以“烧结状态”生产该部件。这样就无需对组件进行金刚石研磨,而这是制造过程中成本最高的阶段之一。
2. 避免引起应力集中的特征,例如锋利的边缘和角落、横截面积的突然变化和小接触点。应通过倒角、半径或底切来消除锋利的边缘和角落。如果可能,请使用锥度逐渐改变横截面积。提供较大的接触面积以分散负载。
3. 尽可能保持组件形状简单。陶瓷组件的制造首先要形成低密度“生”坯,然后将其烧结至全密度。这会导致高达 30% 的收缩,对于复杂的形状,这使得严格的尺寸控制变得困难。在某些情况下,改变设计中非陶瓷部分的形式可能会有利,以简化陶瓷组件。或者,考虑使用模块化设计,即将组件分成几个更小、更简单的部件。
4. 尽可能保持截面或壁厚均匀。组件厚度的大幅变化是造成应力集中的另一个原因。例如,当孔位于中心之外时,就会出现这种情况。此外,薄截面的致密化速度比厚截面快,因此在较厚截面仍在致密化时可能会发生翘曲或晶粒生长。晶粒生长会导致强度降低,应尽可能避免。
5. 避免不必要的金刚石研磨。研磨会导致非常高的应力集中,如上所述,这会导致缺陷。但是,通过优化研磨参数或通过抛光或研磨,可以最大限度地减少这个问题。
希望这些设计技巧能为您在设计中尝试加入先进技术陶瓷(例如氧化铝、氧化锆)时提供一些参考。如果您需要更多信息,请联系我们的工程人员或参阅我们的材料部分,了解有关我们生产的精细陶瓷的更多信息。


氧化铝陶瓷灌装泵清洗灭菌注意事项

清洗步骤:用纯净水清洗,再用纯净水冲洗干净;
用1-3%NAOH浸泡陶瓷泵5-15分钟,相当于去除热原,再用注射水冲洗干净。
灭菌步骤:采用高压湿热蒸汽灭菌,灭菌温度121℃,压力0.1MPA,时间30分钟(建议时间)。

氧化铝陶瓷泵
清洗灭菌注意事项:
(一)不得用含氟化学溶液与不锈钢接触,防止不锈钢部件腐蚀;清洗时,不得将陶瓷计量组件的陶瓷柱或陶瓷塞拉入高于40℃的热水中,应拆下陶瓷塞进行清洗,清洗过程中不能交换陶瓷棒和陶瓷塞;灭菌时,应将旋转阀、陶瓷塞和计量棒收起放入专用清洗灭菌盒内,将陶瓷棒和陶瓷塞垂直悬挂进行湿热灭菌;灭菌后泵体温度应降至室温后方可放置使用;泵体温度未降至室温前,应避免突然降温导致泵体开裂、变形。
(二)陶瓷泵体及吸液部分如有黄色污垢,可用10%草酸浸泡0.5-1小时,再用注射水冲洗;由于陶瓷的硬度大于不锈钢,陶瓷与不锈钢的摩擦会使陶瓷外表粘附于不锈钢上,无法加工干净,可能导致灌装泵不畅或无法动作,从而造成损坏。冲洗、灭菌时,应使用非金属材料(如四氟乙烯)作贮存容器;柱塞套、柱塞、槽阀从机械制剂中取出时,请将柱塞套垂直放置,柱塞槽阀用绳子垂直绑在空中,靠重力作用,防止变形。


MOCVD 用氮化硼部件

热压六方氮化硼通常被称为“白色石墨”,因为它具有与石墨相似的层状结构。它具有出色的热特性:高导热性和出色的抗热震性。它在还原气氛中高达 2000°C 时稳定,在氧化气氛中高达 900°C 时稳定。它具有高度可加工、低热膨胀、微波透明性和对熔融金属、炉渣和玻璃的高抗湿性等特点。氮化硼陶瓷零件广泛用作 PVD、MOCVD、MBE 系统、炉组件、熔炼坩埚、绝缘体、垫圈、喷嘴、微波管、散热器和热辐射屏蔽。

BN Plate
MOCVD 反应器是一种由不会与所用化学品发生反应的材料制成的腔室。它还必须承受高温。该腔室由反应器壁、衬套、基座、气体注入单元和温度控制单元组成。
在 MOCVD 反应器中,基板由基座支撑,基座也充当基座。基座/基座是反应室中热能的主要来源。只有基座被加热,因此气体在到达热晶圆表面之前不会发生反应。然而,冷壁反应器中的反应室壁可能会被热基座/基座散发的热量间接加热,但会比基座/基座和基座/基座支撑的基板保持更低的温度。因此,氮化硼是一个不错的选择,因为使用氮化硼作为绝缘体可以大大提高加热元件的功率密度、工作温度、绝缘等级和介电强度。它也更经济,并降低了热惯性。环形形状减小了加热系统的尺寸并改善了传热。

BN
使用氮化硼产品时应注意什么?
1. 使用前,请将 BN 产品置于真空包装中。
2. 取下真空包装后,将 BN 产品存放在干燥阴凉的环境中。不使用时,请将容器盖紧。
3. BN 产品易碎。请小心处理。


氮化硼坩埚与氧化铝坩埚的区别

坩埚作为化工设备的重要组成部分,是熔化、精炼液态金属和加热固液反应的容器,是保证化学反应顺利进行的基础。
坩埚的种类很多,根据原料不同,陶瓷坩埚可分为氮化硼坩埚、氧化铝坩埚、氧化锆坩埚、氮化铝坩埚、石英坩埚等,这里主要介绍一下氮化硼坩埚和氧化铝坩埚的区别。
氮化硼陶瓷坩埚相对于氧化铝陶瓷坩埚的优势有:

氮化硼陶瓷坩埚

1.温度高,氮化硼在真空状态下长期使用温度为1800度,在大气保护下长期使用温度为2100度。氧化铝不超过1700度。

2.抗热震性强,冷却迅速,不开裂。将氮化硼陶瓷从1000度的炉中取出,用鼓风机急冷,反复100次也不会破裂。
3.耐酸碱腐蚀,电绝缘性强,抗电击穿能力是氧化铝的3到4倍。
4.氮化硼陶瓷与许多金属,陶瓷,稀土等物质不发生反应。如黑色金属,铁,铜,不锈钢,钽,铝,锡,铬,铅,镍,镁等,玻璃熔体,钠玻璃,冰晶石等,硅熔岩:矿渣,氟化物等。可用作容器、搪瓷、烧制器等。
氮化硼陶瓷坩埚与氧化铝陶瓷坩埚相比的缺点是:

alumina ceramics crucible
1.氮化硼陶瓷的强度、硬度、耐磨性比氧化铝低,不适合在振动、摩擦环境下使用。
2.氮化硼陶瓷不宜在空气中使用,温度超过1000度,超过氧化,氮化硼只能在真空或大气保护下使用到2000度。


FFF 3D打印机中使用的陶瓷加热器

Innovacera 开发了用于 FFF 3D 打印机的陶瓷加热器,以取代金属加热器,从而加快加热时间并提高打印精度和速度。

3D 打印机中使用的陶瓷加热器
陶瓷加热器的优点:
1. 体积小;
2. 升温速度快;
3. 热性能更均匀,热效率更高;
4. 与热敏电阻集成,从而达到精确控温的目的;
5. 提高打印精度和速度;

3D 打印机中使用的 MCH 加热器
MCH 加热器技术:

设计 直径/长度/宽度 公差 厚度
管/棒 D:2.5~12 D: 8mm±0.3mm以上
8mm以下±0.2mm
L:10~120 80以上±2.0mm
80mm以下±1.0mm
板型:方形 长:10~100 以​​上:70±2mm 0.5~2
宽:5-50 以​​下:70±1mm
板型:圆形 D:10~70 上:30±2mm 0.5~2
以​​下:30±1mm

常规尺寸及规格:

型号 尺寸 电阻 电压 形状 材料
1 E0863TB OD6.3*ID5.2*8mm 0.25-0.4Ω 3.7V 95%氧化铝
2 E1416TA OD16*ID14.4*14mm 0.45-0.65Ω 3.7V 95%氧化铝
3 E13295TA D2.95*13mm 0.25-0.4Ω 5V 棒状 95%氧化铝
4 E13596TA OD9.6*ID8*13.5mm 0.45-0.6Ω 3.7V 95%氧化铝
5 E112015TA OD19.85*ID13.3*11mm 0.4-0.6Ω 3.7V 95%氧化铝
6 E131684FA OD16*ID7*13.8mm 0.4-0.6Ω 3.7V 95%氧化铝
7 E141895TA OD17.6*ID16.6*14mm 0.5Ω 3.7V 95%氧化铝
8 P1100TB D11*0.8mm 0.5-0.7Ω 3.7V 95%氧化铝

烙铁陶瓷发热芯是什么

Innovacera发热体是MCH(Metal Ceramics Heater)工艺,是将钨、钼、锰等高熔点金属加热电阻膏,依据加热电路规划要求,印刷于92~96%氧化铝流陶瓷生坯上,以4~8%烧结剂多层叠加,在1500~1600℃高温下烧成一体,具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性好、热补偿速度快等优点,且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合欧盟RoHS环保要求,是继合金加热丝、PTC发热体之后的又一换代产品。

ceramic heater for Soldering Iron
首先,我们来简单介绍一下烙铁。详情见下图。
(1)烙铁

烙铁
(2)拆解图(正面)

烙铁正面拆解图
(3)拆解图(背面)

烙铁背面拆解图
再来看看陶瓷发热芯的结构,发热芯外径3.8mm,适用于多种内热式烙铁,外封装陶瓷有凹槽,利于制作工艺烧结,消除工作热应力,同时注意根部接线端子,比较牢固。
陶瓷发热芯简介:
1)主要规格:
尺寸:D3.8*60mm; D3.8*ID1.5*60mm .
电压:A:110V/130ohm,阻值偏差:±10%
B:220V/420ohm,阻值偏差:±10%,可升至600-700℃功率约30W 发热面积25mm。
2)结构

陶瓷发热芯结构图
除了D3.8*60mm规格,我们还有多种其他规格,也可定制。


精密陶瓷在前端半导体中的应用

半导体设备需要大量精密陶瓷零部件。由于其具有高硬度、高弹性模量、高耐磨、高绝缘、耐腐蚀、低膨胀等优点,可作为硅片抛光机、外延/氧化/扩散热处理设备、光刻机、沉积设备、半导体刻蚀设备、离子注入机等的零部件。半导体陶瓷有氧化铝、氮化硅、氮化铝、碳化硅、氮化硼等,在半导体设备中,精密陶瓷的价值约占16%。

半导体设备中使用的精密陶瓷有哪些
1.氧化铝(Al2O3)
氧化铝(Al2O3)是半导体设备中使用最广泛的陶瓷材料。它具有材料结构稳定、机械强度高、硬度高、熔点高、耐腐蚀、化学稳定性好、电阻率高、电绝缘性好等优点。在半导体蚀刻设备中,主要使用高纯度Al2O3涂层或Al2O3陶瓷作为蚀刻腔及其内部零件的保护材料。除了腔体之外,等离子设备的气体喷嘴、气体分布板以及固定晶圆的固定环等也都需要使用氧化铝陶瓷。在硅片的搬运中,采用氧化铝陶瓷制作的陶瓷机械臂,从材料价格、加工难度等经济方面考虑,氧化铝陶瓷机械臂性价比更高。
此外,在晶圆抛光工艺中,氧化铝陶瓷可广泛应用于抛光盘、抛光垫校正平台、真空吸盘等。
2.氮化铝(ALN)
高纯度氮化铝陶瓷具有优良的导热性、耐热性、绝缘性,热膨胀系数接近硅,耐等离子性优良,可用于晶圆加热的加热器、静电吸盘等。
3.氮化硅(Si3N4)
氮化硅(Si3N4)是一种具有高断裂韧性、高抗热震性、高耐磨性、高机械强度、耐腐蚀等特性的材料,可用于半导体设备的平台、轴承等部件。
4.氮化硼(BN)
BN具有高阻、耐高温、高电击穿性能、无污染、耐腐蚀、易加工等优点,可用于MOCVD设备绝缘散热、PVD/CVD真空镀膜设备绝缘配件、离子注入机绝缘配件等。
5.碳化硅(SiC)
碳化硅的特点是热导率高、高温机械强度高、刚度高、热膨胀系数低、热均匀性好、耐腐蚀、耐磨。碳化硅在高达1400°C的极端温度下仍能保持良好的强度,由于其硬度高、磨损小,且其热膨胀系数与硅片几乎相同,使用碳化硅陶瓷的研磨盘可进行高速研磨和抛光。硅片生产过程中需要高温热处理,常使用碳化硅夹具来运输。它们耐热、无损,可镀DLC涂层,可增强性能并减轻晶片的损坏,同时防止污染扩散。
此外,碳化硅陶瓷还可用于XY平台、底座、聚焦环、抛光盘、晶片夹头、真空吸盘、承载臂、炉管、晶体舟、悬臂推进器。


什么是氮化铝陶瓷

氮化铝 (AIN) 以其高导热性和出色的电绝缘性能而闻名。它是用于各种电气设备的常见陶瓷材料。除了热膨胀系数和电绝缘能力外,氮化铝陶瓷 还能抵抗大多数熔融金属,例如铜、锂和铝。

AIN ceramics
氮化铝陶瓷的特性
氮化铝具有多种特性,使其适用于各种工业应用:
高导热率(170 W/mK 以上)。这接近 BeO 和 SiC 的值,是氧化铝 (Al2O3) 的五倍多。
它的热膨胀系数为 4.5 *10-6°C,与硅 (3.5-4 *10-6°C) 相同。
它具有良好的透光性能
它无毒。
良好的导电性。氮化铝的电性能包括其介电常数、介电损耗、体积电阻率和介电强度——所有这些都使它成为一种极好的绝缘材料。
良好的机械性能:铝的机械性能也是其在工业过程中得到广泛使用的原因。它比氧化铝 (Al2O3) 和氧化铍 (BeO) 陶瓷具有更高的抗弯强度。
氮化铝陶瓷的广泛应用
氮化铝陶瓷因其良好的性能而在许多应用中得到使用,包括高热导率、低介电常数和介电损耗、高介电强度以及显着的抗等离子侵蚀性。
芯片散热和支撑
半导体器件中的氮化铝陶瓷基板(陶瓷托盘)
氮化铝蚀刻屏蔽
用于 OLED 的氮化铝蒸发舟
还用于各种电子元件的封装


什么是PTC加热器

定义:
正温度系数加热元件(PTC加热元件)或自调节加热器是一种电阻加热器,其电阻随温度的升高而显着增加。自调节加热器的名称来自此类加热元件保持恒定温度的趋势。
PTC加热元件是一种热敏电阻。

Positive-Temperature-Coefficient-PTC-heaters
PTC加热器的优点:
1.PTC陶瓷加热器的表面温度可以自动控制。
2.耐电压冲击性能好,最高耐压可达1300VDC以上,保证了元件在高压下长期工作的可靠性。
3.低温升温快,即使环境温度达到-40度也能快速启动。
4.高直流电压下功率老化极小,长期使用仍能保持良好的加热效果。
5.居里温度和PTC大小可根据客户要求任意调整,范围从60度到315度。
6.使用寿命长
7.喷铝、丝印铝、银、焊接等电极层同时生产供应。
应用领域:
1.空调、纯电动汽车、混合动力汽车加热或除霜,或用于电池箱加热。
2.液体、固体蚊香、熏香香水。
3.空气加热器、浴室加热器、咖啡壶和足浴盆等小家电。
Innovacera 为客户提供陶瓷加热器解决方案,如果您有任何疑问,请随时发送给我们。


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