Chuck vakum seramik berliang, juga dikenali sebagai chuck seramik berliang, terutamanya terdiri daripada lapisan seramik mikroporous dan bingkai sokongan. Ia adalah peranti pengapit vakum yang mencapai penjerapan tekanan negatif seragam melalui saluran pori bersambung tahap-mikron atau submikron-bersambung. Antara pelbagai bahan seramik, seramik alumina ialah salah satu bahan yang paling biasa digunakan untuk menyediakan chuck vakum seramik berliang kerana kelebihannya seperti kestabilan kimia yang baik, rintangan kakisan yang kuat, rintangan suhu-tinggi, kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik, kestabilan dimensi yang baik dan keberkesanan-kos yang tinggi.
Berbanding dengan chuck beralur atau berlubang tradisional, chuck vakum seramik berliang boleh mencapai pengedaran tekanan negatif yang lebih seragam di seluruh permukaan penjerapan, dengan itu mengelakkan kepekatan tegasan dan kemurungan permukaan yang disebabkan oleh penjerapan tempatan yang berlebihan. Ini dengan ketara mengurangkan ubah bentuk dan kerosakan setempat pada kepingan nipis yang disebabkan oleh "sedutan ke dalam alur." Ciri ini memberi mereka kelebihan tersendiri dalam proses pemesinan ketepatan bahan kerja nipis dan rata seperti wafer silikon dan kepingan kaca, menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi dengan keperluan tinggi untuk kerataan, pengagihan daya seragam dan kestabilan pemprosesan.
Chuck vakum seramik mencapai penjerapan bahan kerja dan pengapit melalui tekanan negatif vakum; oleh itu, kebolehtelapan udara bahan mempunyai kesan yang menentukan ke atas kecekapan kerja chuck dan struktur pori melalui-adalah asas untuk mencapai kebolehtelapan udara yang stabil. Pada masa yang sama, chuck vakum dalam aplikasi praktikal memerlukan bukan sahaja kebolehtelapan udara yang baik tetapi juga kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik, kestabilan dimensi yang baik, dan ketepatan pemesinan permukaan yang tinggi. Tambahan pula, dalam sesetengah senario aplikasi, bahan juga harus mempunyai keupayaan pelesapan elektrostatik yang sesuai untuk menghalang pengumpulan elektrostatik secara berkesan dan mengurangkan kesan buruk nyahcas elektrostatik pada kualiti permukaan bahan kerja, ketepatan pemesinan dan prestasi peranti.
Terdapat pelbagai kaedah untuk menyediakan melalui-seramik bernafas liang, termasuk pengacuan penyemperitan, pengeringan beku, impregnasi buih organik, pembungkusan zarah, penambahan-liang ejen pembentuk, tuangan gel, cetakan 3D dan banyak lagi. Yang manakah lebih sesuai untuk digunakan dalam chuck vakum?
01 Liang{1}}Kaedah Ejen Pembentuk
Serbuk alumina dicampur dengan agen pembentuk-liang organik atau bukan organik dan berbentuk. Semasa pensinteran, agen pembentuk liang-terurai atau terbakar, meninggalkan pori-pori. Ejen pembentuk liang-yang biasa digunakan termasuk kanji, selulosa, kok petroleum, sukrosa, mikrosfera PS, gentian organik, mikrosfera PMMA, serbuk karbon, lilin parafin, dsb.
02 Kaedah Tuangan Gel
Kaedah penuangan gel adalah teknik penting untuk membentuk seramik berliang, yang dicadangkan oleh Makmal Kebangsaan Oak Ridge di Amerika Syarikat pada 1990-an. Kaedah ini melibatkan penambahan monomer organik,-penyambung silang, pemangkin dan pemula kepada buburan seramik. Melalui-pempolimeran in situ, satu-rangkaian polimer tiga dimensi terbentuk, yang melumpuhkan zarah seramik dalam buburan, menghasilkan-jaring-berbentuk badan hijau seramik. Berdasarkan jenis pelarut yang digunakan, kaedah tuangan gel boleh dibahagikan kepada dua kategori: tuangan gel akueus dan tuangan gel bukan{9}}air.
03 3Kaedah Mencetak D
Kepentingan percetakan 3D untuk penyediaan seramik berliang terletak terutamanya pada peralihan daripada "pembentukan liang pasif" kepada "struktur liang yang direka bentuk secara aktif." Pencetakan 3D membenarkan kawalan langsung ke atas morfologi, saiz, pengedaran dan ketersambungan liang melalui pemodelan digital dan lapisan-oleh-pembuatan tambahan lapisan, dengan itu membolehkan reka bentuk sinergistik kedua-dua struktur makroskopik dan seni bina liang mikroskopik seramik berliang.
Penyelidik telah menggunakan pencetakan 3D FDM (Fused Deposition Modeling) yang digabungkan dengan proses penyepaduan-sintering bersama untuk menyediakan chuck seramik alumina berliang. Dalam kaedah ini, bahan suapan komposit yang mengandungi serbuk alumina, alat pensinteran dan gentian karbon dicetak lapisan-oleh-lapisan dalam cara satu arah, menyebabkan gentian karbon menjajarkan sepanjang laluan pencetakan. Selepas itu, bahan dipotong menjadi kepingan berserenjang dengan laluan percetakan. Selepas penyahikat dan pensinteran, struktur dengan berorientasikan seragam, memanjang melalui-liang terbentuk. Tambahan pula, lapisan seramik berliang diikat secara menyeluruh dengan substrat alumina-ketulenan tinggi melalui penekanan kering, penekanan isostatik dan pensinteran bersama-. Keputusan menunjukkan bahawa chuck yang disediakan oleh kaedah ini mengekalkan fluks gas yang tinggi dan kekuatan ikatan antara muka yang tinggi walaupun dalam keadaan dengan keliangan kira-kira 38% hingga 40%.
04 Kaedah Pengeringan Beku
Kaedah pengeringan beku adalah teknik untuk menyediakan seramik berliang yang menggunakan proses pembekuan dan pemejalwapan pelarut untuk membina struktur liang. Intipatinya terletak pada penggunaan kristal pelarut beku sebagai templat sementara, mencipta struktur berliang melalui tolakan zarah dan penyingkiran sublimasi seterusnya.
Penyelesaian chuck vakum berdasarkan proses-pemutus dan pengeringan pemejalwapan untuk menyediakan arah melalui-lapisan penjerapan berliang berliang telah dibangunkan. Kaedah ini menggunakan pembekuan satu arah untuk mendorong saluran liang yang sejajar dengan permukaan penjerapan. Saluran ini kemudiannya digabungkan dan dimeterai dengan plat asas yang mengandungi alur, menghasilkan chuck vakum berliang yang dicirikan oleh saiz liang kecil, kehilangan aliran rendah, penjerapan seragam, dan kesesuaian untuk keadaan operasi di mana kawasan penjerapan tidak dilindungi sepenuhnya.