إعداد ألواح سيراميك الألومينا عالية النقاء لتطبيقات الفضاء الجوي وموادها الخام
سيراميك الألومينا عالي النقاءتُستخدم الصفائح حاليًا على نطاق واسع كمواد أساسية نظرًا لمزاياها، مثل تطور تقنيات الإنتاج والمعالجة، وانخفاض تكلفتها، ومقاومتها الجيدة للصدمات الحرارية، وعزلها الكهربائي الممتاز، وقدرتها على الالتصاق المعدني. كما تُستخدم على نطاق واسع في وحدات الحمولة الإلكترونية للمركبات الفضائية، بما في ذلك قنوات نقل إشارات الموجات الدقيقة على متن المركبة، وناقلات تركيب المكونات النشطة، وقنوات تبديد الحرارة لرقائق الطاقة. وباعتبارها الوحدات الأساسية التي تُكوّن المركبة الفضائية، فإن مستوى أداء موادها يؤثر بشكل مباشر على موثوقيتها في المدار. لذلك، تُعد خصائص صفائح سيراميك الألومينا عالية النقاء أساسية لتشغيل المركبة الفضائية.
ومع ذلك، تنشأ المشكلات التالية غالبًا أثناء عملية تحضير ألواح السيراميك المصنوعة من الألومينا عالية النقاء:
❶عالية النقاءسيراميك الألوميناإن اللوحات التي يتم إنتاجها من مسحوق الألومينا عالي النقاء من خلال عمليات معقدة متعددة بما في ذلك صب الشريط والتجفيف والقطع والتصفيح متعدد الطبقات والضغط المتساوي القياس والتلبيد، سوف تتعرض لخسارة عازلة متزايدة إذا كانت نقاء مادتها منخفضة، مما يؤدي في النهاية إلى انخفاض أداء الدائرة.
❷إذا كانت المادة ذات قوة ميكانيكية منخفضة، فسوف تتسبب في حدوث مشاكل مثل التشققات وتقشير جسم المادة في منتجات الدوائر ذات الأغشية الرقيقة أثناء عمليات التجميع والاختبار.
❸قد تؤدي عيوب سطح الصفائح الخزفية إلى مشاكل في الجودة، مثل ضعف الالتصاق الموضعي لطبقات غشاء الدائرة المُصنّعة عليها، وظهور نتوءات على حواف الخطوط. تؤثر هذه المشاكل على جودة إشارات الدائرة، وقد تؤدي حتى إلى وجود شوائب غريبة في المنتج.
نقاط رئيسية لإعداد لوحة سيراميك الألومينا عالية النقاء
①تحسين نظام المذيبات لصب الملاط
تختلف أنظمة المذيبات المختلفة في قدرتها على التكيف مع البيئة، ويمكن أن تؤثر على محتوى المادة الصلبة في الملاط المُحضّر، وحالة سطح غشاء الصب الشريطي، وتأثير تشكيل الغشاء. ونظرًا لثبات المُشتت، والمادة الرابطة، والمُلَيِّن، فإن هناك اختلافات جوهرية في حالات صب الصب الشريطي بين أنظمة المذيبات المختلفة.
②التحكم في سمك الفيلم المصبوب
يؤثر سمك غشاء الصب الشريطي أحادي الطبقة على تحمل سمك الطبقة السفلية النهائية. ويتأثر سمك غشاء الصب الشريطي بشكل رئيسي بحالة الملاط وارتفاع شفرة المعالجة. مع زيادة المحتوى الصلب في ملاط الصب الشريطي، يزداد متوسط كثافة الطبقة السفلية الملبدة تدريجيًا، وتميل معدلات الانكماش في اتجاهي العرض والسمك إلى الاستقرار. وبناءً على هذه القاعدة، يُمكّن الضبط الدقيق للمحتوى الصلب ودرجة حرارة التلبيد من التحكم الدقيق في الأبعاد النهائية للطبقة السفلية الملبدة.
③التحكم في مظهر الركيزة واستواءها
يُعد المظهر الجيد والمسطحية أساسًا للتطبيق الهندسي لألواح سيراميك الألومينا عالية النقاء. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على مظهر ومسطحية الركيزة، ومن بينها عمليات التصفيح، وإزالة الترابط، والتلبيد.
●التحكم في عملية تكديس الفيلم المصبوب.
لتجنب عيوب السطح ومشاكل التسطيح لأفلام الصب الشريطي أثناء عمليات التصفيح والضغط المتساوي القياس الدافئ (العمل قيد التنفيذ)، تم تحديد الطرق التالية من خلال مقارنات تجريبية متعددة:
استخدم ألواح الزجاج المقسّى كحاملات للتصفيح، وضع أفلام الشريط الأخضر بشكل مسطح على ألواح الزجاج المقسّى، وأثناء التصفيح، تأكد من أن الأسطح العلوية والسفلية لكل شريط فيلم تمت إزالته من شريط الناقل تحافظ على اتجاه ثابت. إن التدابير مثل استخدام حاملات الزجاج المقسّى تقلل بشكل كبير من العيوب الدقيقة على سطح الفيلم وتحسن جودة المظهر والتسطيح بشكل فعال.
●السيطرة على عملية فصل المواد الخام.
تتمثل وظيفة إزالة الترابط في إزالة المواد العضوية من المادة الخضراء. ولاستغلال مساحة الفرن بفعالية وحل مشاكل الاعوجاج والتشقق أثناء عملية إزالة ترابط المواد الخام، تُعتمد طريقة إزالة الترابط بالتكديس للركيزة التالفة في الفرن. بعد تجارب متعددة، تبيّن أن وضع التغليف بدون غطاء يُوازن الكفاءة ويمنع الاعوجاج والتشقق. ومن خلال استخدام طريقة إزالة الترابط بالتغليف بدون غطاء، تم تحسين عدد الطبقات في عملية إزالة الترابط بشكل أكبر، وحُدد أعلى عدد للطبقات بخمس طبقات.
●التحكم في عملية التلبيد.
التلبيد عملية بالغة الأهمية في تحضير ألواح سيراميك الألومينا. ونظرًا لارتفاع درجة حرارة التلبيد، تكون الشوائب عرضة للكربنة. لتجنب تلوث الركيزة، من المهم اختيار ألواح التغطية والوسادات. بعد الاختبار، تبين أن لوح التغطية مصنوع من سيراميك الألومينا المسامي عالي النقاء، وأن لوح الوسادات مصنوع من سيراميك الألومينا الكثيف عالي النقاء. يتطلب كلاهما تنظيفًا بالموجات فوق الصوتية قبل الاستخدام.