Silikon nitridi (Si₃N₄) bugungi kunda mavjud bo'lgan eng ilg'or muhandislik keramikalaridan biridir. Yuqori mustahkamligi, mukammal aşınma qarshiligi, termal zarba qarshiligi va kimyoviy barqarorligi tufayli yarimo'tkazgichli qadoqlash, quvvat elektronikasi, keramik podshipniklar, aerokosmik komponentlar, avtomobil qismlari va nozik sanoat uskunalarida keng qo'llaniladi.
Biroq, bu ajoyib xususiyatlar Si₃N₄ ni lazer yordamida qayta ishlash eng qiyin keramikalardan biriga aylantiradi. Ishlab chiqaruvchilar ko'pincha chekka parchalanish, mikro{1}}yorilishlar, mos kelmaslik sifati va ishlov berishdan keyin kechikish yorilishi kabi muammolarga duch kelishadi. Alumina (Al₂O₃), alyuminiy nitridi (AlN) va kremniy karbid (SiC) bilan solishtirganda, kremniy nitridi lazer energiyasi va ishlov berish sharoitlarini ancha qattiq nazorat qilishni talab qiladi.
Ushbu maqolada Si₃N₄ nima uchun lazer bilan kesish ayniqsa qiyinligi va tanlashdan oldin qanday omillarni hisobga olish kerakligi tushuntiriladi.Silikon nitridi lazerni kesish mashinasi.
1. Juda yuqori qattiqlik yorilish sezgirligini oshiradi
Silikon nitridi 1500-1800 HV ga teng Vickers qattiqligiga ega, bu uni eng qattiq strukturaviy keramikalardan biriga aylantiradi.
Metalllardan farqli o'laroq, Si₃N₄ deyarli plastik deformatsiya qobiliyatiga ega emas. Lazerni kesish paytida, mahalliy termal kengayish materialning deformatsiyasi orqali bo'shatilmaydi, bu esa stressning chiqib ketish tomoniga yaqinlashishiga olib keladi.
Natijada, haddan tashqari issiqlik kiritish quyidagilarga olib kelishi mumkin:
›››Chetlarni maydalash
›››Burchak sinishi
›››Yuzadagi mikro-yoriqlar
›››Yorilishning tarqalishi
Nozik komponentlar uchun barqaror lazer energiyasini saqlab qolish shunchaki kesish tezligini oshirishdan ko'ra muhimroqdir.
2. Mahalliylashtirilgan termal stressni nazorat qilish qiyin
Lazerli kesish juda kichik maydonda juda konsentrlangan issiqlik hosil qiladi.
Issiqlikni kesish zonasidan tezda uzatadigan alyuminiy nitridi bilan taqqoslaganda, silikon nitridi lazer yo'li atrofida ko'proq issiqlik energiyasini saqlaydi. Olingan harorat gradienti material ichida yuqori qoldiq stressni hosil qiladi.
Odatdagi kamchiliklarga quyidagilar kiradi:
›››Chetning yorilishi
›››Yashirin ichki yoriqlar
›››Yirikroq{0}}issiqlik zonalari (HAZ)
›››Mexanik ishonchliligi pasaygan
Shu sababli, termal boshqaruv Si₃N₄ lazer bilan ishlov berishdagi eng katta muammolardan biridir.
3. Infraqizil lazerlar pastroq ishlov berish samaradorligiga ega
Silikon nitridi an'anaviy 1064 nm infraqizil tolali lazerlarga qaraganda 355 nm ultrabinafsha nurlanish lazerlarini ancha samaraliroq yutadi.
Infraqizil lazerlar bilan material tomonidan so'rilish o'rniga ko'proq energiya aks ettiriladi. Operatorlar ko'pincha lazer quvvatini oshirish yoki kesish tezligini kamaytirish orqali kompensatsiya qilishadi, bu ham issiqlik to'planishini oshiradi.
Bu quyidagilarga olib kelishi mumkin:
›››Kengroq tirgaklar kengliklari
›››Ko‘proq termal shikastlanish
›››Quyi o‘lchamli mustahkamlik
›››Mikro{0}}yorilish xavfi katta
Yuqori{0}}aniqlikdagi ilovalar uchun UV lazer bilan ishlov berish odatda yaxshi barqarorlik va chekka sifatni ta'minlaydi.
4. Oksidlanish chekka sifatini pasaytirishi mumkin
Lazer bilan ishlov berish juda yuqori mahalliy haroratni keltirib chiqaradi.
To'g'ri himoya qiluvchi gaz bo'lmasa, silikon nitridi kesish paytida oksidlanishi mumkin va quyidagilarga ta'sir qiladi:
›››Chet ko‘rinishi
›››Yuza tozaligi
›››Mexanik quvvat
›››Elektron komponentlar uchun elektr izolyatsiyasi
Shuning uchun yuqori{0}}tozalikdagi azot odatda oksidlanishni bostirish va sirt sifatini yaxshilash uchun aniq lazer bilan kesishda ishlatiladi.
5. Qoldiq stress kechiktirilgan yorilishga olib kelishi mumkin
Kremniy nitridini ayniqsa qiyinlashtiradigan xususiyatlardan biri bu kechiktirilgan yorilishdir.
Komponent kesilgandan so'ng darhol nuqsonsiz ko'rinishi mumkin-, ammo mikroskopik qoldiq stresslar material ichida qoladi. Saqlash yoki termal aylanish jarayonida bu stresslar asta-sekin ko'rinadigan yoriqlarga bir necha soat yoki hatto kundan keyin rivojlanishi mumkin.
Yarimo'tkazgichli substratlar va yuqori{0}}ishonchli keramika komponentlari uchun qoldiq kuchlanishni minimallashtirish, toza kesish qirralariga erishish kabi muhimdir.
Boshqa muhandislik keramikasi bilan taqqoslash
| Material | Qayta ishlash qiyinligi | Birlamchi qiyinchilik |
| Alumina (Al₂O₃) | Past - O'rta | O'rtacha termal shikastlanish |
| Alyuminiy nitridi (AlN) | O'rta | Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va oksidlanishni nazorat qilish |
| Silikon karbid (SiC) | O'rta - Yuqori | Yuqori qattiqlik |
| Silikon nitridi (Si₃N₄) | Juda yuqori | Termal stress, yorilish sezgirligi, qoldiq stress |
Boshqa ilg'or keramika bilan solishtirganda, silikon nitridi odatda barqaror ishlab chiqarish sifatiga erishish uchun lazer parametrlarini eng aniq nazorat qilishni talab qiladi.
Nima uchun jarayonni boshqarish lazer kuchidan ko'ra ko'proq ahamiyatga ega
Ko'pgina xaridorlar uskunani tanlashda birinchi navbatda lazer kuchiga e'tibor berishadi. Haqiqatda, Si₃N₄ muvaffaqiyatli qayta ishlanishi ko'proq jarayonning umumiy nazoratiga bog'liq.
Kritik omillarga quyidagilar kiradi:
›››Tegishli lazer to‘lqin uzunligi
›››Impuls energiyasi barqarorligi
›››Multi{0}}o‘tish strategiyasi
›››Harakat platformasining aniqligi
››› Himoya gazidan himoya qilish
›››Issiqlik boshqaruvi
Quduq-optimallashtirilganYCLASER kremniy nitridi lazerni kesish mashinasitez-tez ac bo'lishi mumkinjarayon nazorati yomon boʻlgan yuqori-energetika tizimiga qaraganda yuqori rentabellik va yaxshi sifatni taʼminlang.
Oddiy ilovalar
Yuqori sifatli lazerli kesish-ko'pincha quyidagilar uchun talab qilinadi:
›››Yarim o‘tkazgichli keramik tagliklar
›››Quvvat moduli tagliklari
›››Keramik podshipniklar
›››Mexanik muhr uzuklari
›››Aerokosmik konstruktiv keramika
›››Aniq sanoat komponentlari
›››Avtomobil keramikasi qismlari
Bu ilovalar odatda maksimal kesish tezligidan-yorilishsiz ishlov berish, oʻlchov aniqligi va uzoq{1}}mehnat ishonchliligini birinchi oʻringa qoʻyadi.
Xulosa
Barqaror, yuqori sifatli kesishga erishish uchun yuqori quvvatli lazerni tanlashdan ko'ra ko'proq-ko'proq talab qilinadi. Muvaffaqiyat tegishli lazer to'lqin uzunligini tanlash, jarayon parametrlarini optimallashtirish, termal kirishni minimallashtirish va ishlab chiqarish davomida mukammal harakat aniqligini saqlashga bog'liq.
Keyingi maqolamizda kremniy nitridini (Si₃N₄) lazer bilan kesish: Uskunalar, ishlov berish va sotib olish bo'yicha qo'llanmada biz eng yaxshi lazer manbalari, tavsiya etilgan mashina konfiguratsiyasi, kesish strategiyalari va turli Si₃N₄ ilovalari uchun sotib olishning amaliy jihatlarini muhokama qilamiz.
Professional silikon nitridli lazerni kesish mashinasini qidiryapsizmi?
YCLaserSi₃N₄, AlN, Al₂O₃, SiC, tsirkoniya, gofret, DBC va DPC substratlarini o'z ichiga olgan ilg'or keramika uchun lazerli ishlov berishning aniq yechimlariga ixtisoslashgan.
Silikon nitridli lazerli kesish mashinalarimiz 11 mm gacha bo'lgan materiallar qalinligini qo'llab-quvvatlaydi va yarimo'tkazgichli substratlar, quvvat elektroniği va sanoat keramika komponentlari uchun moslashtirilgan konfiguratsiyalar bilan mavjud.
Bugun biz bilan bog'laningilovangiz uchun to'g'ri lazer yechimini topish uchun bepul namuna sinovi va jarayonni baholash uchun.
