바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")바카라 룰 프론티어 리서치 부서[연구 부서 이사 Yamauchi Yukihiko] 구조 이미징 그룹의 책임자 인 Tsuda Hiroshi와 수석 수석 연구원 인 Iwashita Tetsuo는 최대 2400 ° C인공 흑연etc산업용 탄소 재료의 열 확장을 바카라 룰 할 수있는 장치를 개발했습니다
이 장치는 열 팽창으로 인해 시편의 치수를 변경합니다고밀도 등방성 흑연참조 물질연락처 방법and레이저 마이크로 게이지 (LMG)비접촉식 방법온도가 2400 ° C에 도용하기 위해 서로를 보완합니다라인 열 확장 속도and열 팽창 계수를 정확하게 바카라 룰 할 수 있습니다 인공 흑연을 가열 요소로 사용하는 철강 제조, 정제 및 반도체 제조와 같은 기술의 발전에 기여할 것으로 예상됩니다 이 기술에 대한 세부 사항은 탄소 재료 과학 협회의 40 번째 연례 회의에서 발표 될 예정이며, Kyoto Education and Culture Center (Kyoto City)에서 2013 년 12 월 3 일부터 5 일까지 열릴 예정입니다
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(왼쪽) 2400 ° C (렌즈) LASER MICROGAUGE의 경도 섹션에서 바카라 룰)
(오른쪽) 선형 열 팽창 계수의 온도 의존성 개발 된 장치에서 얻은 등방성 흑연 재료의 열 팽창 계수 |
인공 흑연 물질은실리콘 반도체 제조,전기 용광로 스틸 메이킹,알루미늄 정유와 같이 전기 전도성이있는 재료가 필요한 제조 산업에 필수적입니다 최근에는 이러한 제조 산업의 제조 공정이 점점 커지고 인공 흑연 재료를 사용한 온도 제어의 중요성이 증가했습니다 또한, SIC 단결정과 같은 전력 반도체 재료의 생산은 2000 ℃ 이상의 고온에서 결정 성장 공정을 필요로하며, 초고 온도 영역에서의 물리적 특성 평가는 매우 중요해졌다 그러나, 고온에서의 전기 저항, 열전도율 및 기계적 강도와 같은 인공 흑연 재료의 특성은 원료 및 제조 방법에 의해 크게 영향을 받기 때문에 균일하지 않으며 각 재료에 대한 물리적 특성의 온도 의존성을 바카라 룰해야합니다
지금까지 AIST는 2000 ° C를 초과하는 고온에서 기계적 강도 및 전기 저항과 같은 물리적 특성을 바카라 룰하는 장치를 개발했으며 고온에서 다양한 인공 흑연 물질의 온도 의존성을 평가했습니다 그러나 이번에는 접촉 및 비접촉 방법을 사용하여 고온에서 열 팽창을 동시에 바카라 룰 할 수있는 장치를 개발하는 작업을 수행했습니다
또한,이 성과 중 일부는 전략적 기본 기술 발전 지원 프로젝트 "산업용 탄소 고온 물리적 특성의 바카라 룰 및 평가를 통한 제조 및 제품 발전에 관한 연구"를 기반으로합니다
고온 제조 공정에서 재료를 사용하려면 재료 자체가 내화성 및 내열이어야합니다열 충격 저항| 필요합니다 일반적으로, 재료의 부피는 온도 변화에 따른 부피가 변하기 때문에, 1 ℃의 온도 변화에 대한 치수 변화 속도, 즉 열 팽창 계수는 열 충격 저항의 평가를위한 지수이다 고온에서 내화 및 기타 물질의 열 팽창을 테스트하는 방법은 JIS R2207에서 표준화된다 그러나, 접촉 방법에 의해 선형 열 팽창 계수를 바카라 룰 할 때 기준 재료로서 일반적으로 사용되었다고순도 알루미나 소결 바디2000 ° C 이상의 고온에서 사용할 수 없으며 유일한 옵션은 더 높은 내열성을 갖는 흑연을 사용하는 것입니다 반면에, 레이저 라이트 스캐닝 장치를 사용한 LMG와 같은 LMG와 같은 레이저 경탄 치수 바카라 룰 장치를 사용한 열 팽창 계수의 바카라 룰은 전기 용광로의 방사선이 초고속으로 강렬하기 때문에 약 1800 ° C의 온도의 상한이었다
이번에는 가열 요소 및바카라 룰 지그초기 온도를위한 열 팽창 바카라 룰 장치는 고밀도 등방성 흑연을 사용하여 개발되었습니다 접촉 방법에 의한 바카라 룰은 최대 3000 ℃까지 바카라 룰 될 수 있으며, 이는 고밀도 등방성 흑연의 내열 온도 인 초 고온 영역에서는 퍼니스 내부의 온도와 용광로 외부에 설치된 차동 변압기 (Extensometer) 사이의 온도 차이가 크기 때문에 큰 바카라 룰 오차로 만듭니다 따라서, 접촉 및 비접촉 바카라 룰을 비교하기 위해 LMG가 도입되었다 비 접촉 방법을 사용한 바카라 룰의 경우, 전기 용광로로부터의 산란 된 빛이 LMG의 빛을 수신하는 빛으로 들어갈 가능성이 적게 만들어졌다 이 결과는 두 방법을 모두 사용하여 최대 2400 ° C의 선형 열 팽창 계수를 동시에 바카라 룰 할 수 있습니다 그림 1은 개발 된 장치의 개념적 다이어그램을 보여줍니다 고밀도 등방성 흑연 가열 요소를 전기 용광로의 전면 및 후면 표면에 놓아 테스트 시편 및 바카라 룰 지그를 설정할 수 있도록 하였다 전면의 가열 요소는 전기 용광로 도어 내부에 부착됩니다 LMG를 사용하여 바카라 룰을 수행 할 수 있도록 왼쪽 및 오른쪽 표면에 광 경로가 고정됩니다 접촉 방법 및 차동 변압기에 의한 바카라 룰을위한 테스트 시편 및 검출로드는 전기 용광로에 세로로 배열되었다 이 장치의 테스트 조각 크기는 직경이 20mm이고 길이가 100mm 인 둥근 막대였습니다 이 크기는 산업용 탄소 재료의 물리적 특성을 바카라 룰하기위한 JIS 표준 (JIS R7222)에 따릅니다
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그림 1 초고 온도 열 팽창 바카라 룰 장치의 개념적 다이어그램
(왼쪽) 상단에서의 투영, (오른쪽) 전면에서의 투영
l시편의 길이입니다 온도 변경l의 변화를 바카라 룰하여 바카라 룰됩니다 |
그림 2는 개발 된 장치를 사용한 바카라 룰 결과를 보여줍니다 그림의 왼쪽 도 2는 LMG를 사용하여 기준 재료 인 고밀도 등방성 흑연의 열 팽창으로 인한 신장의 양을 바카라 룰 한 결과를 보여준다 최대 1400 ° C의 결과는 종래의 방법으로 바카라 룰 된 열 팽창 계수로부터 계산 된 신장의 양과 잘 일치 하였다 또한, 1400 ℃ 이상의 고온 영역의 데이터는 이번에 얻은 첫 번째 바카라 룰 결과이며 새로운 기준 데이터이다 온도 상승과 냉각 공정에 대한 데이터 사이에는 거의 차이가 없었습니다
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그림 2 이번에 개발 된 장치를 사용한 바카라 룰 결과
(왼쪽) 고밀도 등방성 흑연의 열 확장으로 인한 LMG 바카라 룰 결과 및 신장 값 비교 (참조 재료)
(오른쪽) 흑연 재료의 흑연 처리 처리 중 선형 열 팽창 계수 (접촉 방법 및 비 접촉 방법) 및 열 확장 계수의 바카라 룰 결과 |
인공 흑연의 제조 공정 중 하나는 "흑연"이라는 초고 온도 열처리이며, 이는 열 수축 현상을 유발합니다 이번에 개발 된 장치를 사용하여, 우리는 시편의 크기 변화를 2400 ° C의 초고 온도 범위까지 바카라 룰했으며,이 열 수축 현상을 "현장에서 관찰"할 수있었습니다 그림의 권리는이 시간의 테스트 조각 인 흑연 재료의 평가 결과를 보여줍니다 온도는 최대 1000 ° C까지 나타 났지만 1000 ° C 이상에서 결정화로 인해 갑작스런 열 수축이 발생하기 시작했습니다 또한 열 수축의 거동이 약 1600 ° C에서 변화 한 것은 이번이 처음이었습니다 이것은 열 수축으로 인한 수율 감소를 개선하기위한 기본 데이터입니다 또한 LMG 및 접촉 방법을 사용한 비접촉 방법을 사용하여 열 팽창 계수의 바카라 룰 값 사이에는 거의 차이가 없었으며, 각 방법이 보완되었고 정확한 바카라 룰이 가능하다는 것을 확인했습니다
전력 반도체 재료의 제조에서 SIC와 같은 온도 영역에서 열 팽창 계수를 갖는 흑연 물질은 큰 단결정을 생성하는 것이 바람직하다 이번에 개발 된 장치를 사용하여 LMG를 사용하는 비접촉 방법을 사용하면 마이크로 미터 주문 정확도로 바카라 룰을 수행 할 수 있으며 전력 반도체 제조의 발전에 기여할 것으로 예상됩니다
앞으로, 우리는 다양한 산업 탄소 재료의 선형 열 팽창 계수 및 계수를 바카라 룰하고 데이터를 축적하며 열 팽창 계수에 대한 시작 재료, 제조 조건 및 결정 구조의 영향을 조사 할 것입니다 몇 년 안에이 바카라 룰 기술을 외부 소스로 전송하는 것을 고려할 것입니다