Granīts piesaista lielāko uzmanībuprecīza bāzediskusijām, un pamatota iemesla dēļ - tas ir pierādīts, plaši pieejams un izmaksu-efektīvs mērogā. Taču ieejiet pusvadītāju daiļradē,{3}}kuras darbības posmos ir patiesi ārkārtējs ātrums un paātrinājums, un jūs arvien biežāk atklāsiet, ka keramika veic to darbu, ko agrāk granīts veica viens pats. Alumīnija oksīda un silīcija karbīda komponenti šajā vietā ir izveidojuši īstu nišu nevis kā mārketinga uzlabojumus, bet gan tāpēc, ka daži lietojumi pārsniedz to, ko granīts var saprātīgi nodrošināt.
Vietā, kur granīts sāk darboties
Granīts ir blīvs, izmēru ziņā stabils un dabiski ne{0}}magnētisks, - visas īstās priekšrocības, kas apspriestas citur šajā vietnē. Bet tai ir griesti. Tā stingrības-un-svara attiecība ir salīdzinoši pieticīga, salīdzinot ar inženierijas keramiku, kas kļūst par īstu ierobežojumu, ja posms ir strauji jāpaātrina un jāpalēninās, neizraisot struktūras elastību. Tā ir arī poraināka nekā smalkgraudainā-tehniskā keramika, kam ir nozīme, tiklīdz gaisa gultņu spraugas pielaides samazinās līdz galējam zemākajam līmenim, ko pieprasa pašreizējā vafeļu-apstrādes un pārbaudes iekārta. Lielākajai daļai CMM un vispārējās metroloģijas lietojumu granīta veiktspējas aploksne ir vairāk nekā pietiekama. Ātrdarbīgiem pusvadītāju apstrādes rīkiem tas var kļūt par ierobežojošo faktoru.
Alumīnija oksīds (Al2O3): Workhorse keramika
Alumīnija oksīda keramika - alumīnija oksīds - ir visizplatītākais no diviem precīziem konstrukciju un gaisa gultņu komponentiem paredzētajiem materiāliem, galvenokārt tāpēc, ka tas nodrošina saprātīgu līdzsvaru starp veiktspēju un izgatavojamību. Augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīds (parasti 95–99,5% Al2O3 atkarībā no pakāpes) nodrošina ievērojami lielāku stingrību nekā granīts ar svara daļu, kā arī izcilu nodilumizturību un ķīmisko inerci -, kas ir noderīgs pusvadītāju vidē, kur procesu ķīmisko vielu iedarbība ir reāls, nevis teorētisks apsvērums.
Alumīnija oksīda siltumvadītspēja ir ievērojami augstāka nekā granīta siltumvadītspēja, kas izklausās kā trūkums, ņemot vērā visu, kas teikts par granīta lēno termisko reakciju citos kontekstos -, taču liela ātruma-posmās, kas rada savu lokālo siltumu no motora un gultņu berzes, ātrāka siltuma izkliede faktiski palīdz novērst siltuma gradientu veidošanos pašās komponentēs. Cits pieteikums, cita prioritāte.
Silīcija karbīds (SiC): kur ārkārtīgi stingrība ir vissvarīgākā
Silīcija karbīds ir augstāks par alumīnija oksīda stingrības -pret-svara attiecību un siltumvadītspēju, un tas ir redzams lietojumos, kur ātrums un precizitāte ir neapspriežami - augsta-paātrinājuma vafeļu posmi, noteiktas optiskās montāžas struktūras un iekārtas, kurās tiek nodrošināta nepārtraukta darbība, un tiek nodrošināta pastāvīga termiskā vadība. nevis sekundāras bažas. SiC ir grūtāk apstrādāt, un tas parasti maksā vairāk nekā alumīnija oksīds, tāpēc tas parasti parādās pusvadītāju instrumentu augšējā līmenī, nevis kā noklusējuma materiāla izvēle visās jomās.
Abiem materiāliem ir viena priekšrocība, kas īpaši attiecas uz gaisa gultņu lietojumiem: īpaši smalka, sasniedzama virsmas apdare ar ļoti zemu porainību, kas ir tieši svarīga konsekventas, plānas gaisa plēves uzturēšanai visā gultņa virsmā. Poraina vai nevienmērīgi apstrādāta virsma izraisa lokālas spiediena izmaiņas gaisa plēvē, kas nozīmē pozicionēšanas kļūdu - tas pats princips, kas attiecas uz granīta gaisa gultņiem, tikai pie stingrākas pielaides joslas.
Ko tas nozīmē praksē
Keramikas gaisa gultņu komponenti mēdz parādīties tajā pašā vispārējā pielietojuma vietā kā granīta - CMM, XY tabulas, lineārās motora pakāpes, pusvadītāju pārbaudes un apstrādes iekārtas -, bet īpaši vietās, kur ātrums, stingums vai ķīmiskā iedarbība pārsniedz to, ko granīts ir ērti lietojams. Nav nekas neparasts, ka vienai iekārtai galvenajai konstrukcijas pamatnei tiek izmantots granīts, kur masas un vibrāciju slāpēšana ir prioritāte, un keramika kustīgās skatuves sastāvdaļām, kur mazai masai un lielai stingrībai ir lielāka nozīme. Abi materiāli patiesībā nekonkurē par vienu un to pašu lomu, bet gan par vienas un tās pašas iekārtas dažādām daļām.
Saprātīgs veids, kā novērtēt izvēli
Inženieru komandām, kas lemj par granītu, alumīnija oksīdu vai SiC konkrētai sastāvdaļai, praktiskie jautājumi ir šādi: kāds paātrinājums un ātrums ir jāuztur posmam, vai notiek tieša iedarbība uz procesa ķimikālijām vai ekstrēma termiskā cikliskums, un vai pielietojuma tolerance patiešām prasa keramikas -līmeņa stingrību, vai arī komponents atbilstu daudz mazākām ražošanas izmaksām. Keramika automātiski nav labāka izvēle - tā ir piemērota izvēle noteiktai, prasīgai lietojumu apakškopai, un, norādot to, kur granīts darbosies atbilstoši, tikai palielina izmaksas bez atbilstošas priekšrocības.
Tā kā tie ir precīzi ražotāji, kas strādā gan ar granīta, gan ar tehniskiem keramikas komponentiem, šī ir godīga saruna ar piegādātāju jau projektēšanas procesa sākumā, nevis izvēlēties materiālu, kurā konkrētais piegādātājs ir specializējies.