Silicon Carbide untuk Aplikasi Pemprosesan Laser: Meningkatkan Rintangan Kerosakan Laser dan Kestabilan Terma
Memandangkan sistem laser gentian berkuasa tinggi berkembang dalam fabrikasi logam, pemesinan ketepatan dan pembuatan elektronik, permintaan untuk bahan yang mampu menahan tenaga optik yang melampau semakin meningkat dengan cepat. Antara seramik termaju, Silicon Carbide (SiC) muncul sebagai bahan utama. Gabungan rintangan kerosakan laser yang tinggi, kekonduksian haba yang tinggi, dan kestabilan keseluruhan menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi pemprosesan laser moden.
Mengapa Silicon Carbide (SiC) Cemerlang dalam Aplikasi Pemprosesan Laser？
1. Rintangan Kerosakan Laser yang Luar Biasa
Silicon Carbide (SiC) sangat dihargai kerana rintangan kerosakan laser yang luar biasa, terutamanya dalam persekitaran bertenaga tinggi. Dengan takat lebur berhampiran 2700 °C, SiC mengekalkan integriti struktur di bawah pendedahan laser yang sengit. Seramik termaju lain—seperti alumina, zirkonia dan aluminium nitrida—mungkin menjadi gelap, retak atau terbakar.
Struktur ikatan kovalen SiC yang kuat dan penyerapan optik yang rendah membolehkan rintangan kerosakan laser yang jauh lebih unggul.
2. Kekonduksian Terma Tinggi dan Penyerapan Rendah pada Panjang Gelombang Laser
Pelesapan haba yang cekap adalah penting untuk semua aplikasi pemprosesan laser.
Silicon Carbide (SiC) menyediakan:
♦ Kekonduksian terma tinggi 120–200 W/m·K
♦ Penyerapan rendah pada panjang gelombang gentian-laser biasa 1064 nm
♦ Mengurangkan risiko keretakan haba atau pembakaran permukaan
Keseimbangan kekonduksian terma yang tinggi dan kestabilan optik ini membezakan SiC daripada seramik termaju lain, menjadikannya sesuai untuk menuntut kitaran laser terma.
3. Kestabilan Mekanikal dan Terma Di Bawah Keadaan Laser Bertenaga Tinggis
Dalam aplikasi pemprosesan laser dinamik, komponen mengalami pemanasan pantas, kesan zarah dan getaran mekanikal.
Silicon Carbide (SiC) mengekalkan kestabilan disebabkan oleh:
♦ Kekerasan hampir dengan Mohs 9
♦ Rintangan renjatan haba yang kuat
♦ Kekakuan tinggi dan kestabilan dimensi
Sifat ini membantu SiC mengekalkan kerataan dan ketepatan penjajaran—penting untuk substrat, topeng, lekapan optik dan elemen struktur.
4. Kelalaian Kimia Terhadap Wap Logam
Semasa pemotongan atau kimpalan laser tenaga tinggi, wap logam panas dan zarah oksida boleh bertindak balas secara kimia dengan banyak bahan.
Silicon Carbide (SiC) kekal lengai secara kimia dan tahan kakisan, mengekalkan prestasi yang stabil dan rintangan kerosakan laser yang konsisten sepanjang penggunaan industri jangka panjang.
Perbandingan Silicon Carbide dengan Seramik Termaju Lain
| Harta benda | Silikon Karbida (SiC) | alumina | Aluminium Nitrida | Zirkonia | Silikon Nitrida |
|---|---|---|---|---|---|
| Rintangan Kerosakan Laser | Cemerlang | Lemah | Lemah | miskin | Sederhana |
| Kekonduksian Terma (W/m·K) | 120–200 | 18–30 | 170–200 | 2–3 | 15–30 |
| Suhu Lebur / Penguraian | ≈2700°C | ≈2050°C | ≈2200°C | ≈2700°C (tidak stabil) | ≈1900°C |
| Rintangan Kejutan Terma | tinggi | Sederhana | miskin | miskin | Sederhana |
| Kekerasan | tinggi | Sederhana | Sederhana | tinggi | Sederhana |
| Lengai Kimia | tinggi | Sederhana | rendah | Sederhana | Sederhana |
Perbandingan ini menunjukkan mengapa Silicon Carbide (SiC) menyediakan salah satu profil prestasi keseluruhan terbaik di kalangan seramik termaju untuk aplikasi pemprosesan laser.
Perspektif Mascera: Menyokong Penggunaan SiC dalam Teknologi Laser
Mascera pakar dalam seramik termaju, termasuk Silicon Carbide (SiC), alumina dan silikon nitrida. Walaupun komponen khusus laser belum lagi menjadi teras portfolio produk kami, permintaan untuk bahagian SiC dengan rintangan kerosakan laser dan kekonduksian terma yang tinggi semakin meningkat.
Kami kini menyokong pelanggan melalui:
♦ pembangunan substrat SiC
♦ Lekapan seramik tahan laser
♦ Komponen seramik struktur berketepatan tinggi
♦ Pengeluaran kumpulan kecil dan prototaip untuk aplikasi pemprosesan laser
Dengan kepakaran dalam tingkah laku material dan pemesinan seramik termaju, Mascera menyasarkan untuk mengembangkan keupayaan SiC untuk memenuhi keperluan yang berkembang bagi sistem laser generasi akan datang.
