Лазерные резаки SiC: сочетание скорости и точности

Введение: Революция точности: появление лазерных резаков SiC

В неустанном стремлении к эффективности и точности в промышленном производстве технология лазерной резки является краеугольным камнем. От сложной резки полупроводников до надежной обработки материалов в аэрокосмической отрасли, спрос на более быстрые, более точные и высоконадежные лазерные системы постоянно растет. Удовлетворение этих требований требует не только достижений в области лазерных источников и систем управления, но и в самих материалах, которые составляют критические компоненты внутри этих машин. Представляем карбид кремния (SiC), передовой керамический материал, который быстро преображает ландшафт высокопроизводительных систем лазерной резки. В этой статье блога рассматривается мир компонентов SiC для лазерных резаков, исследуется, как их уникальные свойства обеспечивают беспрецедентные уровни скорости и точности, а также направляют технических покупателей и инженеров в использовании этого замечательного материала.

Традиционно для оптических креплений, зеркал сканеров и конструктивных элементов в лазерных системах использовались такие материалы, как бериллий, оксид алюминия или специальные сплавы. Однако, когда эксплуатационные параметры становятся более экстремальными — более высокая мощность лазера, более высокие скорости сканирования и более жесткие допуски — ограничения этих традиционных материалов становятся очевидными. Карбид кремния, обладающий исключительным сочетанием термических, механических и оптических свойств, предлагает убедительную альтернативу, расширяющую границы достижимого в лазерной обработке в самых разных отраслях, включая производство полупроводников, автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность и силовую электронику.

Преимущество SiC: почему карбид кремния для компонентов лазерной резки?

Карбид кремния (SiC) — это не просто еще одна керамика; это высокопроизводительный материал, разработанный для самых требовательных применений. Его пригодность для критических компонентов в системах лазерной резки обусловлена уникальным набором свойств, которые напрямую решают проблемы, с которыми сталкиваются инженеры и конструкторы. Когда скорость, стабильность и долговечность имеют первостепенное значение, SiC неизменно превосходит традиционные материалы.

Основные свойства, которые делают SiC идеальным для компонентов лазерных систем, включают:

• Высокая теплопроводность: SiC может быстро рассеивать тепло (до ~200-270 Вт/мК для определенных марок), что имеет решающее значение для таких компонентов, как лазерные зеркала или оптические крепления, которые подвергаются воздействию высоких энергий лазера. Эффективное отведение тепла минимизирует термические искажения и поддерживает оптические характеристики.
• Низкий коэффициент теплового расширения (CTE): С CTE, обычно составляющим около 2,5–4,5 x 10^-6/°C, SiC демонстрирует исключительную стабильность размеров в широком диапазоне температур. Это гарантирует, что оптические выравнивания и критические размеры сохраняются даже при колебаниях тепловых нагрузок, что приводит к стабильному лазерному фокусу и точности резки.
• Высокая удельная жесткость (отношение модуля Юнга к плотности): SiC обладает очень высоким модулем Юнга (до ~450 ГПа) в сочетании с относительно низкой плотностью (~3,1-3,2 г/см³). Это приводит к компонентам, которые одновременно чрезвычайно жесткие и легкие. Высокая жесткость минимизирует вибрации и прогибы, что имеет решающее значение для высокоскоростных систем сканирования, в то время как низкая масса снижает инерцию, обеспечивая более быстрое ускорение и замедление движущихся частей, таких как зеркала сканера.
• SiC-пластины сложнее и дороже в производстве, чем кремниевые пластины. SiC — чрезвычайно твердый материал (твердость по Моосу ~9-9,5), что делает его очень устойчивым к истиранию и износу. Это выгодно для компонентов, которые могут испытывать механический контакт или работать в средах, содержащих частицы, обеспечивая более длительный срок службы и сокращение затрат на техническое обслуживание.
• Хорошие оптические свойства (для определенных марок): Некоторые марки SiC, особенно CVD SiC, можно полировать до исключительно гладких поверхностей (Ra в ангстремах), что делает их подходящими для высокопроизводительных зеркал, особенно в требовательных ультрафиолетовых или мощных лазерных приложениях.
• Химическая инертность: SiC обладает высокой устойчивостью к большинству кислот, щелочей и технологических газов, обеспечивая долговечность и стабильность даже в агрессивных химических средах, встречающихся в некоторых промышленных процессах резки.

Чтобы проиллюстрировать преимущества, рассмотрим следующее сравнение:

Недвижимость	Карбид кремния (спеченный)	Оксид алюминия (99%)	Бериллий (оптический класс)	Молибден
Теплопроводность (Вт/мК)	150 – 270	25 – 35	180 – 216	138
CTE (x 10-6/°C)	~4.0	~7.0	~11.5	~5.0
Модуль Юнга (ГПа)	~410	~370	~303	~320
Плотность (г/см³)	~3.15	~3.9	~1.85	~10.2
Удельная жесткость (E/ρ прибл.)	Высокая (~130)	Умеренная (~95)	Очень высокая (~164)	Низкая (~31)

Хотя бериллий обеспечивает очень высокую удельную жесткость, его токсичность и связанные с этим затраты на обработку являются существенными недостатками. SiC обеспечивает убедительный баланс высокой удельной жесткости, превосходных термических свойств и превосходной износостойкости без серьезных проблем с токсичностью, что делает его предпочтительной передовой керамикой для лазерных систем следующего поколения.

Области применения: где компоненты SiC превосходят системы лазерной резки в различных отраслях

Превосходные характеристики карбида кремния приводят к ощутимым преимуществам для широкого спектра применений лазерной резки в различных отраслях промышленности. Поскольку производители стремятся обрабатывать материалы с большей точностью, скоростью и надежностью, компоненты SiC становятся незаменимыми для обеспечения этих достижений. Основные отрасли, использующие SiC в своих операциях лазерной резки, включают:

• Производство полупроводников:
  • Разрезание и разметка пластин: столы, патроны и концевые эффекторы SiC обеспечивают исключительную плоскостность и термическую стабильность, что имеет решающее значение для точной резки пластин из кремния, арсенида галлия (GaAs) и SiC. Зеркала SiC и оптические компоненты в системах лазерной резки обеспечивают стабильную подачу луча.
  • Микрообработка: создание мелких деталей на интегральных схемах (ИС) и микроэлектромеханических системах (MEMS) требует высочайшей стабильности, которую обеспечивают компоненты SiC.
• Силовая электроника:
  • Резка подложек SiC: ирония использования SiC для обработки SiC не потеряна; лазерная резка — ключевой метод разделения пластин SiC, используемых в мощных, высокочастотных устройствах. Компоненты SiC внутри этих лазеров выдерживают сложный процесс.
  • Производство радиаторов и компонентов для терморегулирования: хотя сами радиаторы SiC являются продуктом, лазерные системы с компонентами SiC могут использоваться для придания формы другим передовым материалам для тепловых решений.
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность:
  • Механическая обработка передовых композитов: лазерная резка полимеров, армированных углеродным волокном (CFRP), и других легких композитов требует точности и минимального термического повреждения. Стабильность SiC помогает достичь этого.
  • Производство легких конструктивных компонентов: оптика SiC и конструктивные элементы в лазерных системах обеспечивают точность при обработке легких сплавов и специальных материалов для аэрокосмических применений.
  • Системы обороны: высокопроизводительные зеркала SiC и оптические столы используются в системах направленной энергии и передовом лазерном оборудовании для наведения/дальнометрии.
• Автомобильная промышленность:
  • Резка высокопрочных сталей (HSS) и алюминиевых сплавов: для облегчения веса транспортных средств и конструкций безопасности широко применяется лазерная резка. Компоненты SiC повышают надежность и точность этих промышленных лазерных резаков.
  • Производство компонентов для аккумуляторов: лазеры используются для резки фольги и других материалов при производстве аккумуляторов; SiC обеспечивает надежность системы.
  • Сварка и маркировка: стабильность, обеспечиваемая компонентами SiC, также полезна для этих лазерных процессов.
• 22379: Производство светодиодов:
  • Разметка сапфировых и SiC подложек: критически важна для разделения отдельных светодиодных чипов, требуя высокой точности и минимального скола, что обеспечивается стабильными лазерными системами на основе SiC.
• Промышленное оборудование и тяжелая техника:
  • Точная резка металлов и неметаллов: общие мастерские и производители промышленного оборудования выигрывают от увеличения времени безотказной работы и точности, предлагаемых лазерными резаками, оснащенными прочными деталями SiC.
• Производство медицинских устройств:
  • Изготовление сложных компонентов: лазерная резка стентов, хирургических инструментов и имплантируемых устройств из таких материалов, как нитинол или нержавеющая сталь, требует высочайшей точности, которую помогают обеспечить компоненты SiC.
• 21870: Возобновляемая энергия:
  • Разметка и обработка солнечных элементов: лазеры играют роль в нанесении рисунка и резке тонкопленочных солнечных элементов; SiC способствует необходимой точности.

Общей нитью во всех этих приложениях является потребность в высококачественной, надежной и точной обработке материалов. Пользовательские лазерные детали SiC, разработанные для удовлетворения конкретных системных требований, играют ключевую роль в достижении этих целей, стимулируя инновации и эффективность в современном производстве.

Основные преимущества: скорость, точность и долговечность с SiC в лазерных резаках

Применение компонентов из карбида кремния в системах лазерной резки — это не просто постепенное улучшение; это представляет собой значительный скачок в операционных возможностях. Внутренние преимущества материала SiC напрямую приводят к трем основным преимуществам, которые находят сильный отклик у технических покупателей, инженеров и менеджеров по

Повышенная эксплуатационная скорость:

Высокая удельная жесткость (отношение жесткости к весу) SiC меняет правила игры для динамических компонентов, таких как сканирующие зеркала и элементы системы перемещения.

• Более быстрое сканирование и позиционирование: Легкие, но очень жесткие зеркала из SiC можно ускорять и замедлять гораздо быстрее, чем более тяжелые альтернативы, что позволяет достигать более высоких частот сканирования и более быстрого позиционирования луча. Это напрямую приводит к увеличению производительности в таких приложениях, как растровое сканирование или векторная резка сложных узоров.
• Сокращение времени стабилизации: Высокая жесткость также минимизирует колебания и вибрации, что приводит к сокращению времени стабилизации после быстрых перемещений. Лазер может начать обработку раньше, что еще больше сокращает время цикла.
• Более высокая мощность: Отличная теплопроводность позволяет оптическим компонентам из SiC выдерживать более высокие мощности лазера без значительных термических искажений, что обеспечивает более высокую скорость удаления материала.

Превосходная точность резки:

Достижение точности на уровне микронов часто является основной целью лазерной резки, и компоненты из SiC играют важную роль в достижении и поддержании этой точности.

• Исключительная термическая стабильность: Низкий коэффициент теплового расширения (CTE) SiC гарантирует, что критические размеры и оптические выравнивания остаются стабильными даже при нагреве системы во время работы. Это минимизирует термический дрейф лазерного фокуса, что приводит к более стабильной ширине реза, качеству реза и точности деталей при длительных производственных циклах.
• Демпфирование вибраций и жесткость: Внутренняя жесткость SiC помогает гасить вибрации и сопротивляться отклонениям в оптическом пути и опорных конструкциях. Это приводит к более стабильному лазерному лучу, уменьшая неточности, вызванные механическим дрожанием или внешними помехами.
• Сохранение оптической формы: Для зеркал из SiC сочетание термической стабильности и жесткости означает, что точная оптическая форма (форма) зеркала сохраняется при рабочих нагрузках, обеспечивая стабильное качество луча и фокусировку.

Исключительная долговечность и надежность:

Прочность SiC способствует увеличению срока службы компонентов, сокращению времени простоя системы и общей эксплуатационной надежности.

• Выдающаяся износостойкость: Компоненты, изготовленные из SiC, обладают высокой устойчивостью к абразивному износу, что делает их пригодными для сложных промышленных условий, где могут присутствовать частицы или мусор. Это продлевает срок службы деталей, которые в противном случае могут потребовать частой замены.
• Химическая инертность: Устойчивость к химическим воздействиям гарантирует, что компоненты из SiC не разрушаются при воздействии технологических газов или чистящих средств, сохраняя свою целостность и производительность с течением времени.
• Высокий порог повреждения: Некоторые марки SiC обладают высоким порогом повреждения, вызванным лазером (LIDT), что особенно важно для оптических компонентов, подвергающихся воздействию высокоэнергетических лазерных импульсов.
• Сниженные требования к техническому обслуживанию: Долговечность и стабильность деталей из SiC приводят к сокращению времени простоя для технического обслуживания и замены, напрямую улучшая общую эффективность оборудования (OEE) и снижая общую стоимость владения.

По сути, инвестиции в компоненты лазерных резаков из SiC — это инвестиции в эксплуатационное совершенство. Синергия скорости, точности и долговечности не только улучшает непосредственный процесс резки, но и обеспечивает более устойчивое и экономичное решение для сложных задач современного производства.

Марки SiC для лазерных систем: соответствие материалов требованиям к производительности

Не весь карбид кремния одинаков. Процесс производства и полученная микроструктура порождают различные «марки» SiC, каждая из которых обладает нюансами свойств. Выбор подходящей марки SiC имеет решающее значение для оптимизации производительности и экономической эффективности компонентов в системе лазерной резки. Инженеры и менеджеры по закупкам должны знать о наиболее распространенных типах и их соответствующих преимуществах для конкретных лазерных применений.

Распространенные марки SiC и их отношение к лазерным системам:

• Спеченный карбид кремния (SSC):
  • Производство: Производится путем спекания мелкого порошка SiC при высоких температурах (обычно >2000°C), иногда с добавлением не оксидных добавок для спекания. Может достигать очень высокой плотности (обычно >98% теоретической). Альфа-SiC является распространенным политипом.
  • Ключевые свойства: Отличная теплопроводность, высокая прочность и жесткость, хорошая износостойкость, высокая чистота (особенно при использовании чистых порошков SiC).
  • Применение в лазерных системах: Идеально подходит для конструктивных компонентов, легких зеркал (особенно если они отполированы), радиаторов и деталей, требующих максимальной термической стабильности и механической прочности. Спеченный SiC часто является оптимальным выбором для требовательных применений, где компромисс в производительности недопустим.
• Карбид кремния, связанный реакцией (RBSC) / Карбид кремния, инфильтрированный кремнием (SiSiC):
  • Производство: Пористая заготовка SiC (часто изготавливается из зерен SiC и углерода) пропитывается расплавленным кремнием. Кремний реагирует с углеродом с образованием нового SiC, который связывает исходные зерна. Обычно содержит некоторое количество остаточного свободного кремния (8-15%).
  • Ключевые свойства: Хорошая теплопроводность (хотя часто ниже, чем у высокочистого SSC из-за свободного кремния), отличная износостойкость, высокая твердость и способность формировать сложные формы с минимальной усадкой при спекании, что делает его относительно экономичным для сложных конструкций.
  • Применение в лазерных системах: Подходит для конструктивных деталей сложной формы, сопел, износостойких компонентов и некоторых подложек зеркал, где исключительная теплопроводность не является единственным фактором. Реакционно-связанный SiC обеспечивает хороший баланс между производительностью и технологичностью для более крупных или более сложных компонентов.
• Карбид кремния, осажденный методом химического осаждения из газовой фазы (CVD SiC):
  • Производство: SiC осаждается из газообразных прекурсоров на подложку в высокотемпературном реакторе. Этот процесс может производить SiC сверхвысокой чистоты (99,999%+) с почти теоретической плотностью.
  • Ключевые свойства: Исключительная чистота, превосходная теплопроводность (может превышать 300 Вт/мК), отличная полируемость до очень низкой шероховатости поверхности (суб-ангстрем), высокая жесткость и выдающаяся устойчивость к химическим воздействиям и тепловому удару.
  • Применение в лазерных системах: В основном используется для высокопроизводительной лазерной оптики, такой как зеркала (особенно для УФ- и мощных лазеров), оптических скамей и компонентов, где качество поверхности и чистота имеют первостепенное значение. CVD SiC, как правило, является самым дорогим сортом, но предлагает непревзойденную производительность для оптических применений.
• Карбид кремния на нитридной связке (NBSC):
  • Производство: Зерна SiC связаны фазой нитрида кремния (Si₃N₄).
  • Ключевые свойства: Хорошая термостойкость, высокая прочность при повышенных температурах и хорошая износостойкость.
  • Применение в лазерных системах: Менее распространен для компонентов прямого оптического пути в высокоточных лазерных резаках, но может использоваться в приспособлениях, деталях печей, связанных с лазерной обработкой материалов, или опорных конструкциях, где важны экстремальные тепловые циклы.

Сравнительный обзор для компонентов лазерных систем:

Марка SiC	Типичная чистота	Теплопроводность (Вт/мК)	Полируемость (качество поверхности)	Относительная стоимость	Основные варианты использования лазерных систем
Спеченный SiC (SSC)	Высокая - Очень высокая	180 – 270	От хорошего до отличного	От умеренного до высокого	Конструктивные детали, зеркала, терморегулирование
Реакционно-связанный SiC (RBSC)	Умеренная (содержит свободный Si).	120 – 180	От хорошего до хорошего	От низкого до умеренного	Сложные формы, конструктивные детали, износостойкие компоненты
CVD SiC.	Сверхвысокая	250 – 320+	Исключительное (суб-ангстрем)	Очень высокий	Высокопроизводительные зеркала, оптические компоненты
Нитрид-связанный SiC (NBSC).	Умеренный	40 – 80	Ярмарка	Умеренный	Термостойкие опоры, приспособления

Выбор правильной марки SiC предполагает тщательный анализ конкретных требований к производительности (тепловые, механические, оптические), сложности геометрии компонента и бюджетных ограничений. Консультация с опытным производителем компонентов из SiC имеет решающее значение для принятия обоснованного решения, которое оптимизирует как производительность, так и ценность для вашей системы лазерной резки.

Проектирование и конструирование: оптимизация компонентов из SiC для лазерных резаков

Исключительные свойства карбида кремния открывают новые возможности для производительности лазерных систем, но реализация этого потенциала требует тщательного рассмотрения на этапе проектирования и конструирования. SiC — хрупкая керамика, и, хотя она невероятно прочна при сжатии, ее прочность на растяжение и ударная вязкость ниже, чем у металлов. Поэтому проектирование с учетом технологичности и оптимизация с учетом прочности материала имеют первостепенное значение для успешного внедрения нестандартных деталей из SiC в лазерных резаках.

Основные конструктивные соображения для лазерных компонентов из SiC:

• Стратегии облегчения конструкции:
  • Для динамических компонентов, таких как сканирующие зеркала, минимизация массы имеет решающее значение для максимального ускорения и уменьшения инерции. Высокая жесткость SiC позволяет агрессивно облегчать конструкцию. Общие методы включают создание ребристых или карманных задних конструкций (например, конструкции с открытой или полузакрытой задней частью для зеркал), которые сохраняют жесткость, значительно уменьшая вес. Конечно-элементный анализ (FEA) часто используется для оптимизации этих конструкций.
• Монтажные элементы и интерфейсы:
  • Интеграция точек крепления непосредственно в компонент из SiC может быть сложной задачей из-за сложности обработки. Конструкции должны учитывать надежные и стабильные схемы крепления. Это может включать притертые площадки для кинематических креплений, прецизионно обработанные отверстия для крепежных деталей (с тщательным вниманием к концентрации напряжений) или склеивание SiC с металлическими подложками (например, инвар для соответствия CTE), которые обеспечивают более простой интерфейс.
• Интеграция терморегулирования:
  • Для мощных оптических компонентов или теплогенерирующих элементов интеграция каналов охлаждения непосредственно внутри или на поверхности деталей из SiC может быть очень эффективной благодаря отличной теплопроводности SiC. Конструкции могут включать внутренние каналы для жидкостного охлаждения или оптимизированные поверхности для конвективного воздушного охлаждения. Сложность этих каналов повлияет на стоимость производства и выбор марки SiC (RBSC может быть хорошим вариантом для сложных внутренних элементов).
• Минимизация концентрации напряжений:
  • Как хрупкий материал, SiC чувствителен к концентрации напряжений. Конструкторы должны избегать острых внутренних углов, выемок и резких изменений поперечного сечения. На всех углах и переходах следует использовать большие радиусы. FEA имеет решающее значение для выявления и смягчения областей с высокими напряжениями в компоненте при рабочих нагрузках (механических, термических).
• Проектирование с учетом технологичности (DfM) с использованием SiC:
  • SiC твердый, и его обработка (шлифовка, притирка, полировка) отнимает много времени и дорого стоит. Конструкции должны стремиться к простоте, где это возможно. Сведите к минимуму количество удаляемого материала. Рассмотрите процессы формования с близким к чистой форме для выбранной марки SiC (например, литье под давлением или прессование для заготовок RBSC или SSC), чтобы уменьшить последующую обработку.
  • Укажите реалистичные допуски. Хотя с SiC можно достичь чрезвычайно жестких допусков, они обходятся дороже. Поймите критические элементы, для которых требуется высокая точность, и допускайте более свободные допуски по некритическим размерам.
• Толщина стенок и соотношение сторон:
  • Поддерживайте достаточную толщину стенок, чтобы обеспечить структурную целостность, особенно для более крупных компонентов или тех, которые подвергаются механическим нагрузкам. Очень тонкие сечения или элементы с высоким соотношением сторон могут быть хрупкими и трудными в изготовлении. Проконсультируйтесь со своим поставщиком SiC для получения его конкретных рекомендаций, основанных на выбранной марке SiC и производственном процессе.
• Предотвращение сколов краев:
  • Края компонентов из SiC могут быть подвержены сколам. Конструктивные соображения могут включать небольшие фаски или радиусы на краях для повышения прочности при обращении и эксплуатации.

Советы инженерам для технических покупателей и конструкторов:

• Раннее привлечение поставщика: Привлекайте своего специалиста по карбиду кремния на ранней стадии процесса проектирования. Их опыт в поведении SiC и производственных ограничениях может сэкономить значительное время и затраты.
• Итеративный дизайн с FEA: Широко используйте FEA для моделирования тепловых и механических характеристик, оптимизации топологии для облегчения конструкции и выявления потенциальных точек отказа до начала производства.
• Понимание ограничений материала: Хотя SiC замечателен, он не является универсальным решением для всех проблем. Помните о его хрупкости и проектируйте соответствующим образом. Избегайте ударных нагрузок и растягивающих напряжений, где это возможно.
• Рассмотрите всю систему: Компонент из SiC является частью более крупной лазерной системы. Убедитесь, что его конструкция совместима с сопрягаемыми деталями, процедурами сборки и общей рабочей средой.

Тщательное проектирование компонентов из SiC, уравновешивающее цели производительности с производственными реалиями, является ключом к раскрытию всех преимуществ этой передовой керамики в сложных применениях лазерной резки. Этот совместный подход между конструкторами и опытными производителями SiC обеспечивает оптимальные результаты с точки зрения производительности, надежности и стоимости.

Достижение точности: допуски и качество поверхности в лазерных деталях SiC

Производительность системы лазерной резки неразрывно связана с точностью ее компонентов. Для деталей из карбида кремния, особенно тех, которые находятся на оптическом пути (например, зеркала или окна) или определяющих критические выравнивания (например, монтажные кронштейны или станки), достижение жестких допусков по размерам и конкретной обработке поверхности имеет первостепенное значение. Уникальные свойства SiC позволяют достигать экстраординарных уровней точности, но это требует специализированной обработки и метрологических возможностей.

Допуски на размеры:

SiC — очень твердый материал, что делает его обработку сложной задачей, обычно требующей методов алмазного шлифования, притирки и полировки. Несмотря на это, можно достичь очень точных допусков по размерам:

• Линейные размеры: Допуски по линейным размерам обычно можно выдерживать в пределах ±0,005 мм — ±0,025 мм (±0,0002″ — ±0,001″) для прецизионно шлифованных элементов, в зависимости от размера и сложности детали. Еще более жесткие допуски возможны для критических элементов с использованием передовой обработки и тщательного контроля процесса, хотя это увеличивает стоимость.
• Плоскостность и параллельность: Для оптических компонентов, таких как зеркала или опорные плиты, важна плоскостность. Компоненты из SiC можно притирать и полировать для достижения значений плоскостности в диапазоне от λ/4 до λ/20 (где λ — длина волны света, обычно 632,8 нм для HeNe-лазеров) или даже лучше над указанными апертурами. Параллельность
• Диаметры и положения отверстий: Прецизионное сверление и шлифовка позволяют достичь допусков на диаметр отверстия ±0,005 мм и допусков на положение (истинное положение) в пределах ±0,01 мм.
• Угловое положение: Угловые допуски могут выдерживаться в пределах нескольких угловых минут или даже угловых секунд для критических оптических интерфейсов.

Для конструкторов крайне важно указывать только необходимые допуски. Чрезмерное допущение некритичных элементов значительно увеличивает время и стоимость производства. Сотрудничество с поставщиком прецизионной обработки SiC является ключом к определению достижимых и экономически выгодных допусков.

Качество поверхности и оптическое качество:

Требуемое качество поверхности сильно зависит от функции компонента SiC:

• Оптические поверхности (например, зеркала): Для зеркал из SiC требуется исключительно гладкая поверхность, чтобы минимизировать рассеяние света и максимизировать отражающую способность (после нанесения покрытия).
  • Шероховатость поверхности (Ra): SiC, полученный методом CVD, и некоторые специально обработанные спеченные SiC могут быть отполированы для достижения значений шероховатости поверхности. < 1 Å (Ангстрем) Ra для суперполированных поверхностей. Чаще всего для высококачественной оптики указывается шероховатость 5-10 Å Ra.
  • Качество поверхности (царапины-раковины): Оптические поверхности обычно указываются со стандартом царапин-раковин (например, 20-10 или лучше по MIL-PRF-13830B), указывающим допустимый размер и количество царапин и раковин на поверхности.
• Механические поверхности (например, монтажные площадки, конструктивные элементы):
  • Для поверхностей, требующих точного сопряжения или износостойкости, часто достаточно шлифованной или притертой поверхности. Шероховатость поверхности (Ra) может варьироваться от 0,1 мкм до 0,8 мкм (от 4 до 32 мкдюймов) в зависимости от требований.
  • Притертые поверхности обеспечивают отличную плоскостность и тесный контакт для стабилизации