Özelleştirilmiş seramik pistonlu pompa: yarı iletken kimyasalların hassas ölçümü ve dağıtımı için kirlilik içermeyen bir çözüm

Modern yarı iletken üretimi, yeni enerji pilleri, ince kimyasallar ve tıbbi sıvılar gibi üst düzey endüstriyel alanlarda, sıvı taşıma ve ölçüm sistemleri, geleneksel metal ve polimer malzemelerle aşılması zor olan performans darboğazlarıyla karşı karşıyadır. Güçlü aşındırıcı kimyasallar, nano ölçekli yüksek sertlikte aşındırıcı parçacıklar (örneğin CMP bulamacı), yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı alternatif çalışma koşulları, ekipmanın aşınma direnci, kimyasal eylemsizliği ve boyutsal stabilitesi üzerinde olağanüstü testler uygular. Bu arka plana karşı, yüksek performanslı alümina (Al2O3) ve zirkonya (ZrO2) ile temsil edilen hassas seramik yapısal parçalar, yeni nesil kirlilik içermeyen, yüksek hassasiyetli seramik pistonlu pompaların yapımında temel temel taşı haline geliyor.

1. Alümina ve zirkonya arasındaki performans oyunu

1. Yüksek saflıkta alümina seramikler: Genellikle %95, %99 ve hatta %99,9 oranında yüksek saflıkta hammaddeler kullanılır; Mohs sertliği 9'a kadar çıkar (elmas ve silisyum karbürden sonra ikincidir) ve kesme ve aşınmaya karşı son derece güçlü bir dirence sahiptir. Çoğu inorganik asitlere, organik asitlere, güçlü bazlara ve tuz çözeltilerine karşı mükemmel inertlik gösterir ve metal iyonlarını çözmez. İyi ısı iletimine ve kararlı termal genleşmeye sahiptir ve orta ve normal sıcaklıklarda sürekli yüksek frekanslı ileri geri harekette kullanıma çok uygundur.
2. Yüksek tokluklu zirkonya seramikleri: Benzersiz stres kaynaklı faz dönüşümü sertleştirme özelliklerine sahiptir (dörtgen fazdan monoklinik faz dönüşümüne). Mikroskobik çatlaklar gerilim altında genişlediğinde, faz değişiminin neden olduğu hacim genişlemesi, çatlak uzamasını etkili bir şekilde önleyen basınç gerilimi üretir. Kırılma dayanıklılığı sıradan alüminaya göre çok daha yüksektir ve mekanik darbelere karşı direnci son derece güçlüdür. Düşük sürtünme katsayısı ve metale yakın elastik modülü ile yarı iletken yüksek saflıkta kimyasallar, CMP parlatma sıvısı sirkülasyonu ve yüksek frekanslı mikro enjeksiyon için nihai çözümdür.

2. Temel yapısal parçaların hassas gelişimi ve imalatı

1. Seramik piston ve pompa manşonunun mikron seviyesinde koordinasyonu: Piston ile pompa manşonu arasında ultra hassas bir boşluk uyumu kullanılır (genellikle mikron altı ila birkaç mikron seviyelerinde kontrol edilir) ve temassız dinamik sızdırmazlık elde etmek için sıvının kendi mikro film yağlaması kullanılır. İşleme sırasında, silindiriklik, yuvarlaklık ve eşeksenlilik çok küçük bir aralıkta sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir ve yüzeyde sıvı depolama mikro çukurları oluşturmak için lazer mikro doku teknolojisi kullanılabilir, elmas taşlama tekerleği yavaş beslemeli taşlama ve cilalama ile birlikte kullanılabilir, böylece yüzey pürüzlülüğü Ra ≤ 0,05 μm'lik bir ayna durumuna ulaşır.
2. Sızdırmazlık ve izolasyon yapılarının yenilikçi gelişimi: Geleneksel elastik contalar, parçacık içeren bulamaçları taşırken üç gövdeli aşındırıcı aşınmaya eğilimlidir. Üst düzey kişiselleştirme, labirent kısma contasını ve çift etkili geri yıkama izolasyon odası yapısını benimser. Proses ortamının mekanik tahrik ucuna sızmasını tamamen engellemek için tahrik ucu ile akışkan ucu arasından temiz deiyonize su veya inert gaz mikro basınçlı geri yıkama geçirilir.
3. Tek yönlü vana grubu ve ölü hacim akış kanalı yok: Valf bilyası ve yuvası, güçlü asitlere ve alkalilere uzun süreli daldırma altında hat teması sızdırmazlık doğruluğunu sağlamak için yüksek saflıkta alümina/zirkonya kullanılarak entegre olarak sinterlenmiş ve hassas taşlanmıştır; iç akış kanalı, sıfır ölü hacim, hızlı boşaltma ve değiştirme elde etmek ve fotorezist gibi yüksek değerli kimyasalların bozulmasını önlemek için CFD akışkanlar mekaniği simülasyonu ile optimize edilmiştir.

3. Çok boyutlu üst düzey endüstriyel uygulama senaryolarının genişletilmesi

1. Yarı iletken mikroelektronik üretimi: Tamamen seramik akışkan ucu metal temasını ortadan kaldırır ve ppt seviyesinde metal iyonu çökelmesini kontrol eder. Çok silindirli, bağımsız olarak kontrol edilen seramik pistonlu pompa sistemi, son derece düşük akış titreşimiyle CMP nano aşındırıcıların ve ultra saf suyun çevrimiçi dinamik kapalı döngü orantılamasını gerçekleştirerek levha düzlemselleştirme verimi sağlar.
2. Yeni enerji lityum pil endüstrisi: Yüksek katı içerikli bulamaçlarla pozitif ve negatif elektrotların güçlü aşınmasını hedefleyen yüksek sertlikte alümina/zirkonya kompozit dalgıç pompa, geleneksel alaşımlı malzemelerden 10 kat daha fazla hizmet ömrüne sahiptir ve sürekli kaplama kalınlığı tutarlılığı sağlar.
3. Hassas Tıp ve Biyokimyasal Analiz: Son derece düşük termal genleşme katsayısına ve mükemmel sertliğe sahiptir. Sık başlatma ve durmalar ve yüksek frekanslı ileri geri hareket sırasında mekanik deformasyona uğramaz, nanolitre (nL) ila mikrolitre (μL) seviyesindeki sıvıların hassas enjeksiyonunu sağlar.

4. Seramik dalgıç pompalarda yaygın arızalar ve problem teşhisi

S1: Seramik pistonlar neden aniden kırılıyor veya mikro çatlaklar oluşuyor?

Seramik malzemeler son derece yüksek basınç direncine sahip ancak düşük darbe dayanıklılığına sahip fiziksel özelliklere sahiptir. Sistem anlık aşırı basınçla, su darbesi etkisiyle karşılaşırsa, düşük yüklü başlatma spesifikasyonlarını yerine getirmede başarısız olursa veya alternatif yükler altında gizli mikro çatlaklar ve yorulma genleşmesi oluşturacak şekilde erken aşamada sert parçacıklar tarafından vurulursa, bu durum uzunlamasına kırılmaya veya ufalanmaya yol açacaktır.

S2: Contalarda neden anormal aşınma yaşanıyor ve "üç gövdeli aşındırıcı aşınma" nedir?

CMP veya lityum iyon bulamacının taşınması sırasında, ön filtrenin hasar görmesi halinde, piston ile conta arasına mikro ve nano ölçekli sert parçacıklar girecektir. Basınç altındayken bu sert parçacıklar, yüksek sertlikteki seramiklerde güçlü aşındırıcı aşınma oluşturarak ayna yüzeyini hızla tahrip eder ve sızıntıya neden olur.

S3: Pompa gövdesinde neden kuru sürtünme, yerel aşırı ısınma ve hatta sıkışma yaşanıyor?

Ortam akışı kesildiğinde, besleme boşluğu kavitasyonu meydana geldiğinde veya salmastra salmastrası sıfır sızıntıyı sağlamak için yapay olarak aşırı sıkıldığında, yağlama sıvısı filmi anında tahrip olacak ve kuru sürtünme meydana gelecektir. Bunu takip eden sürekli yüksek sıcaklık termal gerilimi, seramik bileşenlerin eşit olmayan termal genleşmesine neden olacak ve sonuçta tutukluğa yol açacaktır.

5. Hizmet ömrünü uzatmak için en iyi bakım uygulamaları

1. Medya saflığını ve ön filtrelemeyi sıkı bir şekilde kontrol edin: Besleme ucu hassas bir filtreyle donatılmalıdır (genel endüstri ≥ 80 ağ, yarı iletken ve mikro ölçüm ≥ 120 ağ). Her vardiyada düzenli olarak kontrol edilmeli ve temizlenmelidir. Filtrelemeden başlamak kesinlikle yasaktır.
2. Kuru sürtünmeyi ortadan kaldırın ve contaları bilimsel olarak ayarlayın: Sıvı olmadan rölantide çalışmak kesinlikle yasaktır ve çalıştırmadan önce gazın boşaltılması gerekir. Salmastra bileziğini asla körü körüne sıkmayın. Normal bir minimum yağlama filmi miktarını korumak için üreticinin belirttiği torka uyulmalıdır.
3. Basınç artış ve düşüşlerini ve günlük muayeneyi standartlaştırın: Düşük basınçla başlama ve bunu kademeli olarak nominal değere yükseltme SOP'sini uygulayın; Kapatmadan önce basıncı boşaltın. Çalışma sırasında sıcaklığı düzenli olarak izleyin. Manometrede anormal ses veya yüksek frekanslı şiddetli titreşim tespit edilirse, araştırma için makineyi derhal durdurun.

6. Seramik pistonlu pompa ve ana akışkan transfer pompası

Temel rekabet avantajlarının özeti: Geleneksel metal pompalar, yüksek saflıkta yarı iletken kimyasallarla karşılaşıldığında ölümcül metal iyonu çökelmesi ve korozyon sorunlarıyla karşı karşıya kalır; dişli pompalar ve diyaframlı pompalar ise yüksek sertliğe ve yüksek katı içeriğe sahip öğütme çamurlarıyla karşı karşıya kaldığında çaresiz kalır. "Sıfır metal çökelmesi, son derece yüksek aşınmaya dayanıklı sertlik ve mikro yükseltme hassas ölçümü" üçlü avantajlarına dayanan seramik pistonlu pompalar, üst düzey sıvı taşımacılığı alanında yeri doldurulamaz bir teknik bariyer oluşturur ve üst düzey üretimi daha yüksek kaliteye doğru ilerlemeye yönlendiren zorlu motordur.