Trong thế giới chính xác của ngành công nghiệp hiện đại, những biến dạng nhỏ của vật liệu thường quyết định hiệu suất cuối cùng của thiết bị.Gốm sứ silicon carbide, với các tính chất vật lý độc đáo của chúng, đang trở thành “người bảo vệ cứng nhắc” không thể thiếu trong lĩnh vực sản xuất cao cấp. Khả năng chống biến dạng đặc biệt của vật liệu gốm tiên tiến đang định nghĩa lại các tiêu chuẩn hiệu suất cho thiết bị chính xác.
1、 Bộ luật khoa học cứng nhắc
Mô đun đàn hồi của vật liệu giống như thước đo độ cứng, xác định trực tiếp khả năng chống biến dạng dưới ứng suất. Mô đun đàn hồi của gốm silicon carbide cao hơn ba lần so với thép thông thường, khiến nó giống với bộ khung gia cố bằng thép trong các tòa nhà khi chịu áp lực – ngay cả dưới tải trọng cường độ cao của thiết bị hạng nặng, biến dạng chỉ bằng 1/4 so với vật liệu kim loại.
Độ cứng phi thường này bắt nguồn từ cấu trúc liên kết cộng hóa trị mạnh bên trong vật liệu. Mỗi nguyên tử carbon được kết nối chặt chẽ với bốn nguyên tử silicon thông qua các tương tác mạnh, tạo thành cấu trúc tinh thể mạng ba chiều. Khi các lực bên ngoài tác động, cấu trúc mạng ổn định này có thể phân tán ứng suất và kiểm soát biến dạng hiệu quả trong phạm vi micrômet. Trong các lĩnh vực như nền tảng quang học chính xác và thiết bị sản xuất chất bán dẫn có dung sai bằng không đối với biến dạng, đặc điểm này trở thành chìa khóa để đảm bảo độ chính xác.
2、 Triết lý vật liệu kết hợp giữa độ cứng và độ mềm dẻo
Gốm silicon carbide không chỉ có độ cứng cực cao mà còn sở hữu hiệu suất toàn diện đáng kinh ngạc:
1. Cứng nhưng không giòn: Độ bền uốn của nó vượt trội hơn thép đặc biệt, và ngay cả dưới áp lực tương đương với áp lực của một con voi trưởng thành đứng bằng một chân (khoảng 400MPa), nó vẫn có thể duy trì tính toàn vẹn của cấu trúc. Sự kết hợp giữa độ bền cao và độ cứng cao này giải quyết vấn đề dễ vỡ của ngành gốm sứ truyền thống.
2. Độ ổn định nhiệt như núi: Hệ số giãn nở nhiệt của vật liệu chỉ bằng 1/4 so với thép, và sự dao động kích thước là tối thiểu trong chênh lệch nhiệt độ 200 ℃. Kết hợp với khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời, nó có thể nhanh chóng cân bằng các gradient nhiệt độ và tránh tích tụ biến dạng do ứng suất nhiệt.
3. Không biến dạng: Dưới ứng suất liên tục, tốc độ biến dạng của silicon carbide thấp hơn hai bậc so với vật liệu kim loại. Điều này có nghĩa là ngay cả khi chịu cùng một tải trong mười năm, sự thay đổi hình dạng của nó vẫn có thể được kiểm soát dưới giới hạn phát hiện của thiết bị.
3、 Giá trị công nghệ cứng nhắc
Khả năng chống biến dạng phi thường này đang tạo ra những khả năng công nghiệp mới:
Trong hệ thống quang học vệ tinh, đảm bảo gương duy trì độ phẳng ở mức nanomet ngay cả khi nhiệt độ trong không gian chênh lệch rất lớn.
Duy trì độ chính xác định vị dưới micron của nền tảng chuyển động của thiết bị xử lý wafer bán dẫn trong quá trình vận hành tốc độ cao.
Duy trì tính ổn định hình học của cấu trúc kín của khoang áp suất của thiết bị thăm dò biển sâu ngay cả dưới áp suất nước ở độ sâu hàng kilomet.
Chúng tôi chuyển đổi lợi thế vật liệu này thành khả năng cạnh tranh về mặt công nghệ thông qua các quy trình cải tiến: áp dụng các phương pháp sản xuất tiên tiến để tăng cường mật độ vật liệu; Bằng cách sử dụng công nghệ tiên tiến được cấp bằng sáng chế, độ bền được tăng cường trong khi vẫn duy trì độ cứng cực cao. Mỗi lô vật liệu đều trải qua quá trình thử nghiệm nghiêm ngặt để đảm bảo rằng các sản phẩm được giao đáp ứng hoặc thậm chí vượt quá yêu cầu của khách hàng.
Ngày nay, khi sản xuất chính xác hướng tới quy mô nano, gốm silicon carbide đang diễn giải mục tiêu cốt lõi của ngành công nghiệp hiện đại với “triết lý cứng nhắc” của nó – sử dụng tính ổn định tuyệt đối của vật liệu để hỗ trợ khả năng sản xuất vô hạn. Bước đột phá công nghệ này, thể hiện trí tuệ của khoa học vật liệu, sẽ tiếp tục truyền động lực đổi mới “sử dụng độ cứng để vượt qua tính linh hoạt” vào sản xuất thiết bị cao cấp.
Thời gian đăng: 29-04-2025