Керамик материалууд нь дэлхийн өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болж байна. Өндөр хатуулаг, өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй тул хөнгөн цагааны исэл, цахиурын карбид, хөнгөн цагааны нитрид зэрэг дэвшилтэт керамикуудыг сансар судлал, хагас дамжуулагч сав баглаа боодол, биоанагаахын салбарт өргөн ашигладаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр материалын төрөлхийн хэврэг чанар, хугарлын бат бөх чанар багатай тул нарийн боловсруулалт нь үргэлж хүнд сорилт гэж тооцогддог байсан. Сүүлийн жилүүдэд шинэ зүсэх хэрэгсэл, нийлмэл процесс, ухаалаг хяналтын технологиудыг хэрэглэснээр керамик боловсруулалтын саад бэрхшээлийг аажмаар даван туулж байна.
Хэцүү байдал: Өндөр хатуулаг ба хэврэг байдал зэрэгцэн оршдог
Металлаас ялгаатай нь керамик нь боловсруулах явцад хагарал, хагаралд илүү өртөмтгий байдаг. Жишээлбэл, цахиурын карбид нь маш хатуу бөгөөд уламжлалт зүсэх хэрэгсэл нь ихэвчлэн хурдан элэгддэг бөгөөд энэ нь металл боловсруулах үеийнхээс аравны нэгтэй тэнцүү ашиглалтын хугацаатай байдаг. Дулааны нөлөө нь бас мэдэгдэхүйц эрсдэл юм. Боловсруулалтын явцад орон нутгийн температурын өсөлт нь фазын хувирал болон үлдэгдэл стресст хүргэж, улмаар эцсийн бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг алдагдуулж болзошгүй гадаргуугийн эвдрэлд хүргэдэг. Хагас дамжуулагч суурь материалын хувьд нанометрийн хэмжээний эвдрэл ч гэсэн чипийн дулаан тархалт болон цахилгаан гүйцэтгэлийг бууруулж болзошгүй.
Техникийн нээлт: Хэт хатуу зүсэх хэрэгсэл ба нийлмэл процессууд
Эдгээр боловсруулалтын бэрхшээлийг даван туулахын тулд салбар нь шинэ зүсэх хэрэгсэл, процессын оновчлолын шийдлүүдийг тасралтгүй нэвтрүүлж байна. Поликристал алмааз (PCD) болон куб борын нитрид (CBN) зүсэх хэрэгсэл нь уламжлалт карбидын зүсэх хэрэгслийг аажмаар сольж, элэгдэлд тэсвэртэй байдал болон боловсруулалтын тогтвортой байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулсан. Цаашилбал, хэт авианы чичиргээний тусламжтайгаар зүсэх болон уян хатан домэйн боловсруулах технологийг ашиглах нь өмнө нь зөвхөн хэврэг хугарлаар арилгадаг байсан керамик материалыг "хуванцар шиг" зүсэх боломжийг олгож, улмаар хагарал, ирмэгийн эвдрэлийг бууруулсан.
Гадаргуугийн боловсруулалтын хувьд химийн механик өнгөлгөө (CMP), соронзон реологийн өнгөлгөө (MRF), плазмын тусламжтайгаар өнгөлгөө (PAP) зэрэг шинэ технологиуд нь керамик эд ангиудыг нанометрийн түвшний нарийвчлалын эрин үе рүү хөтөлж байна. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан нитридийн дулаан шингээгч суурь нь CMP болон PAP процессуудыг хослуулан 2нм-ээс доош гадаргуугийн барзгаржилтын түвшинд хүрсэн нь хагас дамжуулагчийн салбарт маш чухал ач холбогдолтой юм.
Хэрэглээний хэтийн төлөв: Чипсээс эрүүл мэндийн үйлчилгээ хүртэл
Эдгээр технологийн нээлтүүд нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд хурдацтай хэрэгжиж байна. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгчид том керамик хавтангийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд өндөр хатуулагтай машин хэрэгсэл болон дулааны алдааны нөхөн олговрын системийг ашиглаж байна. Биоанагаахын салбарт циркон суулгацын нарийн төвөгтэй муруй гадаргууг соронзон реологийн өнгөлгөөний тусламжтайгаар өндөр нарийвчлалтайгаар боловсруулдаг. Лазер болон бүрэх процессуудтай хослуулан энэ нь био нийцтэй байдал болон бат бөх чанарыг улам бүр нэмэгдүүлдэг.
Ирээдүйн чиг хандлага: Ухаалаг ба ногоон үйлдвэрлэл
Ирээдүйд керамик нарийн боловсруулалт улам ухаалаг, байгаль орчинд ээлтэй болох болно. Нэг талаас хиймэл оюун ухаан болон дижитал ихрүүдийг үйлдвэрлэлийн процесст нэвтрүүлж, багажны зам, хөргөлтийн арга, боловсруулалтын параметрүүдийг бодит цагийн оновчтой болгох боломжийг олгож байна. Нөгөөтэйгүүр, градиент керамик дизайн болон хог хаягдлыг дахин боловсруулах нь судалгааны халуун цэг болж, ногоон үйлдвэрлэлийн шинэ хандлагыг бий болгож байна.
Дүгнэлт
Керамик нарийн боловсруулалт нь "нано нарийвчлалтай, бага гэмтэлтэй, ухаалаг хяналт" руу чиглэн хөгжих төлөвтэй байна. Дэлхийн үйлдвэрлэлийн салбарын хувьд энэ нь зөвхөн материал боловсруулах салбарт гарсан нээлт төдийгүй өндөр зэрэглэлийн салбарын ирээдүйн өрсөлдөх чадварын чухал үзүүлэлт юм. Дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох керамик боловсруулалтын инновацийн дэвшил нь сансар судлал, хагас дамжуулагч, биоанагаах ухаан зэрэг салбаруудыг шинэ өндөрлөгт шууд түлхэх болно.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 9-р сарын 23