Въведение
Сплавта Invar®, известна също като Invar® или общо като FeNi36, е сплав от желязо и никел със съдържание на никел 35,4 % и много нисък коефициент на термично разширение при стайна температура (между -20 °C и 20 °C, със средна стойност около 1,6-10-6/K). Тя е незаменим структурен материал за прецизни инструменти и устройства.
Благодарение на отличните свойства на сплавите Invar® те се използват в различни области, като например измервателни уреди, large телескопи, части за лъчеви тръби, сърцевинни проводници на кабели за дълги разстояния, стъклени уплътнителни материали, свръхтънки плочи от сплав Invar®, термостати, оптични измервателни системи и вълноводи, резервоари за кораби за втечнен природен газ, компоненти за кораби за втечнен природен газ, помпени кули, силова електроника, космически части, корабни компоненти и т.н.
Най-важната характеристика на Invar® е неговият нисък коефициент на разширение. За да се приспособи към различните среди на приложение, Invar® се произвежда в различни форми. Докато изпитването на обикновени цилиндрични образци е лесно, изпитването на образци от фолио представлява уникално предизвикателство.
Как да тестваме ефективно тези филмови образци?
В тази приложна бележка представяме един от нашите дилатометри, който позволява определянето на много small коефициенти на термично разширение, и обясняваме как се извършват измерванията върху филми Invar®.
Тънкослойна сплав Invar®
В процеса на производство на екрани и в производствения процес процесът на вакуумно изпаряване е основното звено, което отличава OLED екраните от LCD. Металната маска е важен консуматив в процеса на изпаряване на OLED. Поради естеството на производствения процес на OLED металните маски се износват значително, което налага редовната им подмяна. Тази подмяна е ключов фактор за общите производствени разходи на OLED.
Понастоящем металната маска, използвана в продуктите AMOLED, се състои основно от две части - отворена маска (Coarse Metal Mask, CMM) и фина метална маска (Fine Metal Mask, FMM). CMM се използва предимно за изпаряване на метални материали, докато FMM, високопрецизна метална маска, се използва предимно за изпаряване на органични светлоизлъчващи материали. Според оценки на специалисти от бранша годишното търсене на CMM и FMM само в Китай надхвърля 1 милиард евро.
CMM са изработени от материал Invar®36 с дебелина от 40 μm до 200 μm и се използват главно за отлагане на пари от пропускливи и проводящи материали в камери за отлагане на пари.
FMM са изработени от материал Invar®36 с дебелина от 20 μm до 30 μm и се използват главно за отлагане на пари от OLED материали в камери за отлагане на пари.
Оборудване за измерване на топлинното разширение
Измерването е извършено с помощта на DIL 402 Expedis®Supreme . Дилатометърът беше оборудван със стоманена пещ и ходер за проби от SiO2; изобразен на фигура 1.
Принцип на измерване
Образецът се подлага на специфична температурна процедура, по време на която се прилага статично натоварване. След това се измерва размерът на образеца в посоката на изпитване в зависимост от температурата или времето.
Условия за измерване и подготовка на пробите
Пробата се нагрява от RT до 300°C при скорост на нагряване 5 K/min в атмосфера от аргон. За измерването образецът е поставен в пръчка с прорези, изработена от Al2O3.
Образецът представляваше тънък лист Invar® 36 с дебелина 25 μm. Пробата, използвана за измерването, е с дължина 24,6 mm и ширина 6 mm. Инструментите за подготовка на образеца са представени на фигура 2.
Резултати от измерването
Топлинното разширение на образеца Invar® е показано на фигура 3. Освен това са изчислени стойностите на средния коефициент на термично разширение (mCTE) за температурните интервали от 25°C до 100°C, от 25°C до 200°C и от 25°C до 300°C. В температурния диапазон до 200°C образецът показва ниски стойности на mCTE, които се очакват за Invar.® При по-високи температури mCTE се увеличава, тъй като аномалното поведение на Invar намалява.
Резюме
Топлинното разширение на проба от филм Invar® е измерено с DIL 402 Expedis®Supreme . Като опора за тънката проба е използвана пръчка с прорези, изработена от Al2O3. Резултатите показват ниския коефициент на термично разширение, който прави Invar® уникален. Освен това те подчертават високата чувствителност на DIL 402 Expedis®Supreme , която позволява прецизно измерване на такива материали с ниско разширение.