Wprowadzenie
Stop Invar®, znany również jako Invar® lub ogólnie jako FeNi36, to stop żelaza i niklu o zawartości niklu 35,4% i bardzo niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej w temperaturze pokojowej (między -20°C a 20°C, ze średnią wartością około 1,6-10-6/K). Jest to niezbędny materiał konstrukcyjny dla precyzyjnych instrumentów i urządzeń.
Ze względu na doskonałe właściwości stopów Invar® są one stosowane w różnych dziedzinach, takich jak mierniki, teleskopy large, części dział lampowych, druty rdzeniowe kabli dalekosiężnych, szklane materiały uszczelniające, ultracienkie płyty ze stopu Invar®, termostaty, optyczne systemy pomiarowe i falowody, zbiorniki statków LNG, elementy statków LNG, wieże pomp, elektronika energetyczna, części lotnicze, elementy statków itp.
Najważniejszą cechą stali Invar® jest jej niski współczynnik rozszerzalności. Aby dostosować się do różnych środowisk zastosowań, Invar® jest wytwarzany w różnych kształtach. Podczas gdy testowanie zwykłych próbek cylindrycznych jest proste, testowanie próbek folii stanowi wyjątkowe wyzwanie.
Jak możemy skutecznie przetestować te próbki folii?
W niniejszej nocie aplikacyjnej przedstawiamy jeden z naszych dylatometrów, który umożliwia wyznaczanie bardzo small współczynników rozszerzalności cieplnej, a także wyjaśniamy, w jaki sposób przeprowadzane są pomiary na foliach Invar®.
Cienkowarstwowy stop Invar® Kontekst
W procesie produkcji i wytwarzania ekranów, proces odparowywania próżniowego jest kluczowym ogniwem, które odróżnia ekrany OLED od LCD. Metalowa płytka maskująca jest kluczowym materiałem eksploatacyjnym w procesie naparowywania OLED. Ze względu na charakter procesu produkcji OLED, metalowe maski ulegają znacznemu zużyciu i wymagają regularnej wymiany. Wymiana ta jest kluczowym czynnikiem wpływającym na ogólne koszty produkcji diod OLED.
Obecnie metalowa maska stosowana w produktach AMOLED składa się głównie z dwóch części - otwartej płytki maskującej (Coarse Metal Mask, CMM) i cienkiej metalowej płytki maskującej (Fine Metal Mask, FMM). CMM jest używana głównie do odparowywania materiałów metalowych, podczas gdy FMM, precyzyjna maska metalowa, jest używana głównie do odparowywania organicznych materiałów emitujących światło. Znawcy branży szacują, że roczny popyt na maszyny CMM i FMM w samych Chinach przekracza 1 miliard euro.
Maski CMM są wykonane z materiału Invar®36 o grubości od 40 μm do 200 μm i są używane głównie do naparowywania materiałów przepuszczalnych i przewodzących w komorach do naparowywania.
FMM są wykonane z materiału Invar®36 o grubości od 20 μm do 30 μm i są używane głównie do osadzania z fazy gazowej materiałów OLED w komorach do osadzania z fazy gazowej.
Sprzęt do pomiaru rozszerzalności cieplnej
Pomiar przeprowadzono za pomocą urządzenia DIL 402 ExpedisSupreme . Dilatomator był wyposażony w piec stalowy i hoder do próbek SiO2; przedstawiony na rysunku 1.
Zasada pomiaru
Próbka poddawana jest określonej procedurze temperaturowej, podczas której przykładane jest NapięcieOdkształcenie opisuje deformację materiału, który jest obciążony mechanicznie przez siłę zewnętrzną lub naprężenie. Mieszanki gumowe wykazują właściwości pełzania, jeśli zastosowane zostanie obciążenie statyczne.obciążenie statyczne. Wymiar próbki w kierunku testowym jest następnie mierzony w odniesieniu do temperatury lub czasu.
Warunki pomiaru i przygotowanie próbki
Próbkę ogrzewano od temperatury pokojowej do 300°C z szybkością 5 K/min w atmosferze argonu. Na potrzeby pomiaru próbka została umieszczona w pręcie szczelinowym wykonanym z Al2O3.
Próbka była cienkim arkuszem Invar® 36 o grubości 25 μm. Próbka użyta do pomiaru miała długość 24,6 mm i szerokość 6 mm. Narzędzia do przygotowania próbki przedstawiono na rysunku 2.
Wyniki pomiarów
Rozszerzalność cieplna próbki Invar® została przedstawiona na rysunku 3. Ponadto obliczono wartości średniego współczynnika rozszerzalności cieplnej (mCTE) dla zakresów temperatur od 25°C do 100°C, od 25°C do 200°C i od 25°C do 300°C. W zakresie temperatur do 200°C próbka wykazuje niskie wartości mCTE, które są oczekiwane dla Invar.® W wyższych temperaturach mCTE wzrasta, ponieważ anomalne zachowanie Invar maleje.
Podsumowanie
Rozszerzalność cieplna próbki folii Invar® została zmierzona za pomocą urządzenia DIL 402 ExpedisSupreme . Jako podporę dla cienkiej próbki zastosowano pręt szczelinowy wykonany z Al2O3. Wyniki pokazują niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, który sprawia, że Invar® jest wyjątkowy. Dodatkowo podkreślają one wysoką czułość urządzenia DIL 402 ExpedisSupreme , które umożliwia precyzyjny pomiar materiałów o tak niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej.