Silizio Karburoan (SiC) Oinarritutako Hutseko Mandrina Tenperatura Altuko eta Plasma Inguruneetarako
St.Cera-ren SiC oinarritutako zeramikazko mandrila silizio karburo purutasun handikoz fabrikatzen da (S1111 lotea, SiC % 99,72, Si librea % 0,05). 449 MPa-ko flexio-erresistentzia neurtua, 3,12 MPa·m¹/²-ko haustura-gogorra eta 457 GPa-ko elastikotasun-modulua eskaintzen ditu. Materialaren eroankortasun termiko tipikoak (120–150 W/m·K) eta hedapen termiko baxuak (4,0–4,5×10⁻⁶/℃) tenperatura-igoera azkarra eta oblearen deformazio minimoa ahalbidetzen dituzte ziklo termikoan zehar. Mandrila hutseko mandrila porotsu gisa (gas-fluxu uniformea) edo mandrila estandar ildaskatu gisa konfigura daiteke. 1600–1700 °C-ko gehienezko erabilera-tenperatura (kargarik gabe) eta plasma-higaduraren aurkako erresistentzia bikainarekin, mandrila hau aproposa da tenperatura altuko obleen prozesamendurako (erreketa, RTP) eta alumina-mandrilak degradatzen diren grabatzeko ganbera oldarkorretarako.
Zehaztapenak(emandako SiC S1111 proba-txostenean eta balio tipikoetan oinarrituta)):
| Jabetza | Balioa |
| Materiala | SiC (% 99,72 SiC, % 0,05 Si askea) |
| Dentsitatea | 3,10–3,15 g/cm³ |
| Uraren xurgapena | 0% |
| Flexio-indarra | 449 MPa |
| Haustura-gogorra | 3,12 MPa·m¹/² |
| Elastikotasun Modulua | 457 GPa |
| Vickers gogortasuna | 25–28 GPa |
| Eroankortasun termikoa | 120–150 W/m·K |
| CTE (25–1000°C) | 4,0–4,5×10⁻⁶/℃ |
| Gehienezko erabilera tenperatura (kargarik gabe) | 1600–1700 °C |
| Lautasuna (300 mm baino gehiago) | ≤5 μm |
| Gainazaleko akabera | Ra ≤0.4 μm (lauztatua) |
Aplikazioak:
● Tenperatura altuko txirbilketa (erreketa, RTP, hazkunde epitaxiala)
● Fluorarekiko erresistentzia handiko plasma grabatzeko mandrila
● Oblea meheen manipulazioa berotze/hozte uniformearekin
● Kontakturik gabeko oblea eusteko porotsu-mandrila
Fabrikazioa:
SiC sinterizazioa → lautasunaren eta gainazal-profilaren zehaztasun-artezketa → egitura porotsuaren eraketa aukerakoa (hutseko mandrinarentzat) → lapeatzea → ultrasoinuen garbiketa. Mandrin bakoitza % 100ean ikuskatzen da lautasunari dagokionez (laser interferometroa) eta hutseko uniformetasunari dagokionez (fluxu-proba).
Kalitate Kontrola:
● CMM dimentsio-egiaztapena (diametroa, lodiera, zuloen posizioak)
● ASTMren araberako lautasunaren neurketa
● Helioaren ihes-proba (hutseko mandriletarako)
● Tolestura-erresistentziaren egiaztapena multzo bakoitzeko (ikus proba-txostena)
Aluminiozko mandrilen aldean abantailak:
● Eroankortasun termiko handiagoa (120–150 vs 32 W/m·K aluminarentzat) – 4 aldiz azkarrago bero-transferentzia
● CTE baxuagoa (4.0 vs 7.2×10⁻⁶/℃) – oblearen tentsio termikoa murrizten du
● Plasma erresistentzia handiagoa – 10 aldiz iraupen luzeagoa fluor-grabaketan
● Gehienezko erabilera-tenperatura altuagoa (1600 °C aluminaren 800 °C-ren aldean)
Pertsonalizazioa:
● Gainazal porotsua edo ildaskatua
● 100–450 mm-ko diametroa, biribila edo karratua
● Ertz-zigilatzeko eraztuna edo eremu-hutsunezko partizioak
● Metalezko euskarri aukera zurruntasun handiko muntaketa egiteko
Goiko datu mekaniko guztiak emandako proba-txostenetik datoz (S1111 lotea). Balio termikoak eta gogortasuna SiC maila honetarako ohikoak dira. SiC porotsuentzako mandrinek prozesatze gehigarria behar dute; galdetu porositate eta poro-tamaina espezifikoen eskuragarritasunari buruz.
