Introducere
Aliajul Invar®, cunoscut și sub denumirea Invar® sau generic FeNi36, este un aliaj fier-nichel cu un conținut de nichel de 35,4% și un coeficient de dilatare termică foarte scăzut la temperatura camerei (între -20°C și 20°C, cu o valoare medie de aproximativ 1,6-10-6/K). Este un material structural indispensabil pentru instrumentele și dispozitivele de precizie.
Datorită proprietăților excelente ale aliajelor Invar®, acestea sunt utilizate în diverse domenii, cum ar fi calibre, telescoape large, piese pentru tunuri cu tuburi de raze, fire de bază ale cablurilor de lungă distanță, materiale de etanșare din sticlă, plăci ultra-subțiri din aliaj Invar®, termostate, sisteme optice de măsurare și ghiduri de undă, rezervoare pentru nave LNG, componente pentru nave LNG, turnuri de pompare, electronică de putere, piese aerospațiale, componente pentru nave și așa mai departe.
Cea mai importantă caracteristică a Invar® este coeficientul său scăzut de dilatare. Pentru a se adapta diferitelor medii de aplicare, Invar® este fabricat în diferite forme. În timp ce testarea probelor cilindrice obișnuite este simplă, testarea probelor de film prezintă provocări unice.
Cum putem testa eficient aceste eșantioane de film?
În această notă de aplicare, prezentăm unul dintre dilatometrele noastre care permite determinarea coeficienților de dilatare termică foarte small și explicăm, de asemenea, modul în care se efectuează măsurătorile pe filmele Invar®.
Film subțire din aliajul Invar® Context
În procesul de producție și fabricare a ecranelor, procesul de evaporare în vid este legătura principală care diferențiază ecranele OLED de LCD. Placa de mască metalică este un consumabil esențial în procesul de evaporare OLED. Datorită naturii procesului de producție OLED, măștile metalice suferă o uzură semnificativă, necesitând înlocuirea periodică. Această înlocuire este un factor-cheie în costurile totale de producție ale OLED-urilor.
În prezent, masca metalică utilizată în produsele AMOLED constă în principal din două părți - o placă de mască deschisă (mască metalică grosieră, CMM) și o placă de mască metalică fină (mască metalică fină, FMM). CMM este utilizată în principal pentru evaporarea materialelor metalice, în timp ce FMM, o mască metalică de înaltă precizie, este utilizată în principal pentru evaporarea materialelor organice emițătoare de lumină. Specialiștii din industrie estimează că cererea anuală de CMM și FMM numai în China depășește 1 miliard de euro.
CMM-urile sunt fabricate din material Invar®36 cu o grosime de 40 μm până la 200 μm și sunt utilizate în principal pentru depunerea de vapori de materiale permeabile și conductoare în camere pentru depunerea de vapori.
FMM-urile sunt realizate din material Invar®36 cu o grosime de 20 μm până la 30 μm și sunt utilizate în principal pentru depunerea în stare de vapori a materialelor OLED în camere pentru depunerea în stare de vapori.
Echipament de măsurare a expansiunii termice
Măsurarea a fost efectuată cu DIL 402 Expedis®Supreme . Dilatomterul a fost echipat cu un cuptor de oțel și un hoder de probe de SiO2; ilustrat în figura 1.
Principiul de măsurare
Proba este supusă unei proceduri specifice de temperatură, în timpul căreia se aplică o sarcină statică. Dimensiunea probei în direcția de testare este apoi măsurată în funcție de temperatură sau de timp.
Condiții de măsurare și pregătirea probelor
Eșantionul a fost încălzit de la RT la 300°C la o viteză de încălzire de 5 K/min într-o atmosferă de argon. Pentru măsurare, proba a fost plasată într-o tijă cu fante din Al2O3.
Proba a fost o foaie subțire de Invar® 36 cu o grosime de 25 μm. Eșantionul utilizat pentru măsurare avea o lungime de 24,6 mm și o lățime de 6 mm. Instrumentele pentru pregătirea probei sunt prezentate în figura 2.
Rezultatele măsurătorilor
Expansiunea termică a probei Invar® este prezentată în figura 3. În plus, au fost calculate valorile coeficientului mediu de dilatare termică (mCTE) pentru intervalele de temperatură 25°C la 100°C, 25°C la 200°C și 25°C la 300°C. În intervalul de temperatură de până la 200°C, proba prezintă valorile mCTE scăzute care sunt așteptate pentru Invar.® La temperaturi mai ridicate, mCTE crește pe măsură ce comportamentul anormal al Invar scade.
Rezumat
Expansiunea termică a unei probe de film Invar® a fost măsurată cu DIL 402 Expedis®Supreme . Ca suport pentru proba subțire, a fost utilizată o tijă cu fantă din Al2O3. Rezultatele demonstrează coeficientul scăzut de dilatare termică care face ca Invar® să fie unic. În plus, acestea evidențiază sensibilitatea ridicată a aparatului DIL 402 Expedis®Supreme , care permite măsurarea precisă a materialelor cu dilatare atât de redusă.