Materjali töötlemise valdkonnaskeraamilised osadkasutatakse laialdaselt elektroonika, kosmose-, masina- ja muudes tööstusharudes, millel on kõrge karedus, kõrge temperatuurikindlus ja korrosioonikindlus. Kuid nende omadused toovad kaasa ka töötlemisraskusi. Järgnev tutvustab tavalisi töötlemismeetodeid.
1. lõikamine: täpne kujundamine
Teemantlõikamine, teemandil on kõrge kõvadus. Lõikamisel lihvib kiire pöörlev lõiketera keraamika pinnaosakeste abil ja suudab töödelda mitmesuguseid kujundeid, näiteks keraamilise vooluahela substraatide lõikamine. Lõikamine tekitab aga soojust, mis võib mõjutada keraamika mikrostruktuuri ning kontrollida tuleb lõikekiirust ja jahutustingimusi.
Laserlõikamine, mis kasutab keraamika sulatamiseks või aurustamiseks suure energiatarbega laserkiirte, on mikromeetrite täpsus ja see võib tekitada keraamiliste kaunistuste peeneid mustreid. Lisaks ei tekitata kontaktivaba töötlemine mehaanilist stressi. Kuid kulud on kõrged ja paksude keraamiliste materjalide lõikamisel pole tõhusus kõrge.
2. lihvimise töötlemine: pinna kvaliteedi parandamine
Mehaaniline lihvimine, mis on traditsiooniline pinna töötlemise meetod, tugineb ketaste lihvimisele ja abrasiividele, et hõõruda osade pinda rõhu all, et eemaldada pisikesed eendid kareduse vähendamiseks. Üldiselt erinev
Osakeste suuruse abrasiive kasutatakse samm-sammult lihvimiseks. Näiteks keraamiliste laagrite töötlemisel viiakse kõigepealt läbi kareda lihvimise ja seejärel peene lihvimise, et parandada viimistlust ja pikendada kasutusaega. Sellel meetodil on lihtne seadmed ja madalad kulud, kuid tõhusus pole kõrge ja operaatorite tehnilised nõuded on kõrged.
Keemiline mehaaniline poleerimine (CMP) ühendab keemilised ja mehaanilised toimed. Jahvatusvedeliku keemilised reaktiivid reageerivad keraamilise pinnaga, moodustades pehme kihi, mis seejärel eemaldatakse lihvimispadja mehaanilise hõõrdumisega, et saavutada pinna tasasus ja poleerimine. See võib saavutada nanotaseme kareduse ja seda kasutatakse sageli pooljuhtide tööstuses keraamilises substraadi töötlemisel. Kuid protsess on keeruline ja lihvimisvedeliku koostist, kontsentratsiooni, temperatuuri, rõhu ja ajaparameetreid tuleb täpselt kontrollida.
3. Vormimise töötlemine: andminekeraamilised osadalgkuju
Kuiv pressvormimine, granuleeritud keraamilise pulbri vormi panemine ja selle kuju vajutamine sobib lihtsate kujundite ja suurte suurustega, näiteks keraamiliste põrandaplaatide osade valmistamiseks. Seda on lihtne kasutada ja sellel on kõrge tootmise efektiivsus, kuid see nõuab hallituse täpsust ja ebaühtlane pulbri täitmine võib põhjustada osade tiheduse ebaühtlast jaotust.
Sissepritsevormimine, keraamiline pulber ja sideaine segatakse hea voolavusega sissepritsematerjaliks ja süstitakse seejärel süstimisvormimismasina abil vormi. See võib toota keerulisi ja ülitäpseid osi, näiteks kosmose mootori labasid. Seadmete hind on siiski kõrge ning sideainete valimine ja eemaldamise protsess tuleb hoolikalt kujundada.
Lindi valamine, keraamiline pulber ja sideaine, plastifikaator, lahusti jne tehakse ühtlaseks lägaks ja kile kraapitakse baaslindil kaabitsaga. Pärast lahusti aurustumist tahkestub see roheliseks kileks, mida saab mitu korda virnastada ja lõpuks ühe rohelise keha sisse lüüa. See sobib suure piirkonna ühtlase paksusega keraamiliste lehtede valmistamiseks, näiteks mitmekihiliste keraamiliste kondensaatorite dielektrilise kihi valmistamiseks. Läga ühtlus ja kaabitsa täpsus mõjutavad aga rohelise filmi kvaliteeti.
Keraamiliste osade töötlemiseks on palju meetodeid, millel kõigil on oma plussid ja puudused ning kohaldatav ulatus. Tegeliku töötlemise korral on vaja valida põhjalikult sobiv meetod, mis põhineb osade konkreetsete nõuete, materjalide omaduste ja kulutegurite põhjal, et tagada kvaliteetse töötleminekeraamilised osad.
Teams
