Введение
Сплав Invar®, также известный как Invar® или общее название FeNi36, представляет собой железо-никелевый сплав с содержанием никеля 35,4% и очень низким коэффициентом теплового расширения при комнатной температуре (от -20°C до 20°C, среднее значение около 1,6-10-6/K). Это незаменимый конструкционный материал для прецизионных приборов и устройств.
Благодаря превосходным свойствам сплавы Invar® используются в различных областях, таких как измерительные приборы, телескопы large, детали пушек лучевых трубок, жилы кабелей дальнего действия, материалы для уплотнения стекла, сверхтонкие пластины из сплава Invar®, термостаты, оптические измерительные системы и волноводы, резервуары судов СПГ, компоненты судов СПГ, насосные башни, силовая электроника, аэрокосмические детали, компоненты судов и т.д.
Важнейшей характеристикой Invar® является низкий коэффициент расширения. Чтобы приспособиться к различным условиям применения, инвар® изготавливается в различных формах. В то время как испытания обычных цилиндрических образцов просты, испытания пленочных образцов представляют собой уникальную проблему.
Как мы можем эффективно протестировать эти образцы пленки?
В этой заметке мы представляем один из наших дилатометров, который позволяет определять очень small коэффициенты теплового расширения, а также объясняем, как проводятся измерения на пленках Invar®.
Тонкопленочный сплав Invar® Фоновое покрытие
В процессе производства и изготовления экранов процесс вакуумного испарения является основным звеном, которое отличает OLED-экраны от ЖК-дисплеев. Металлическая пластина маски является важнейшим расходным материалом в процессе испарения OLED. Из-за особенностей процесса производства OLED металлические маски подвергаются значительному износу, что требует их регулярной замены. Такая замена является ключевым фактором, влияющим на общую стоимость производства OLED.
В настоящее время металлическая маска, используемая в продуктах AMOLED, в основном состоит из двух частей - открытой пластины маски (Coarse Metal Mask, CMM) и тонкой пластины маски (Fine Metal Mask, FMM). CMM используется в основном для испарения металлических материалов, а FMM, высокоточная металлическая маска, применяется в основном для испарения органических светоизлучающих материалов. По оценкам инсайдеров отрасли, годовой спрос на КИМ и ФММ только в Китае превышает 1 млрд евро.
ШМ изготавливаются из материала Invar®36 толщиной от 40 мкм до 200 мкм и используются в основном для осаждения из паровой фазы проницаемых и проводящих материалов в камерах для осаждения из паровой фазы.
FMM изготавливаются из материала Invar®36 толщиной от 20 мкм до 30 мкм и в основном используются для осаждения из паровой фазы материалов OLED в камерах для осаждения из паровой фазы.
Оборудование для измерения теплового расширения
Измерения проводились с помощью прибора DIL 402 Expedis Supreme . Дилатометр был оснащен стальной печью и держателем для образца SiO2, как показано на рис. 1.
Принцип измерения
Образец проходит определенную температурную процедуру, во время которой к нему прикладывается статическая нагрузка. Затем измеряется размер образца в направлении испытания в зависимости от температуры или времени.
Условия измерения и подготовка образцов
Образец нагревался от RT до 300°C при скорости нагрева 5 К/мин в атмосфере аргона. Для измерения образец помещался в щелевой стержень из Al2O3.
Образец представлял собой тонкий лист Invar® 36 толщиной 25 мкм. Образец, использованный для измерения, имел длину 24,6 мм и ширину 6 мм. Инструменты для подготовки образцов представлены на рисунке 2.
Результаты измерений
Тепловое расширение образца Invar® показано на рисунке 3. Кроме того, были рассчитаны значения среднего коэффициента теплового расширения (mCTE) для температурных диапазонов 25°C - 100°C, 25°C - 200°C и 25°C - 300°C. В диапазоне температур до 200°C образец демонстрирует низкие значения mCTE, ожидаемые для инвара.® При более высоких температурах mCTE увеличивается, поскольку аномальное поведение инвара уменьшается.
Резюме
Тепловое расширение образца пленки Invar® измерялось с помощью прибора DIL 402 Expedis Supreme . В качестве опоры для тонкого образца использовался стержень с прорезями из Al2O3. Полученные результаты свидетельствуют о низком коэффициенте теплового расширения, который делает Invar® уникальным. Кроме того, они подчеркивают высокую чувствительность DIL 402 Expedis Supreme , которая позволяет проводить точные измерения таких материалов с низким коэффициентом расширения.