Inledning
Invar® legering, även känd som Invar® eller FeNi36, är en järn-nickellegering med en nickelhalt på 35,4% och en mycket låg termisk expansionskoefficient vid rumstemperatur (mellan -20°C och 20°C, med ett genomsnittligt värde på cirka 1,6-10-6/K). Det är ett oumbärligt konstruktionsmaterial för precisionsinstrument och -anordningar.
På grund av Invar®-legeringarnas utmärkta egenskaper används de inom olika områden, t.ex. mätare, large teleskop, delar till strålrörskanoner, kärntrådar till långdistanskablar, tätningsmaterial av glas, ultratunna Invar®-legeringsplattor, termostater, optiska mätsystem och vågledare, tankar till LNG-fartyg, komponenter till LNG-fartyg, pumptorn, kraftelektronik, delar till flyg- och rymdindustrin, fartygskomponenter och så vidare.
Den viktigaste egenskapen hos Invar® är dess låga expansionskoefficient. För att passa olika användningsmiljöer tillverkas Invar® i olika former. Medan det är enkelt att testa vanliga cylindriska prover, innebär testning av filmprover unika utmaningar.
Hur kan vi testa dessa filmprover på ett effektivt sätt?
I den här applikationsnoten presenterar vi en av våra dilatometrar som möjliggör bestämning av mycket small termiska expansionskoefficienter och förklarar också hur mätningar utförs på Invar®-filmer.
Tunnfilm Invar® Alloy Bakgrund
I produktions- och tillverkningsprocessen för OLED-skärmar är vakuumindunstningsprocessen den viktigaste länken som skiljer OLED-skärmar från LCD-skärmar. Metallmaskplattan är en viktig förbrukningsvara i OLED-avdunstningsprocessen. På grund av OLED-produktionsprocessens natur utsätts metallmaskerna för betydande slitage, vilket gör att de måste bytas ut regelbundet. Detta utbyte är en nyckelfaktor i de totala produktionskostnaderna för OLED.
För närvarande består den metallmask som används i AMOLED-produkter huvudsakligen av två delar - en öppen maskplatta (Coarse Metal Mask, CMM) och en fin metallmaskplatta (Fine Metal Mask, FMM). CMM används främst för FörångningFörångning av ett grundämne eller en förening är en fasövergång från vätskefas till ånga. Det finns två typer av förångning: avdunstning och kokning.förångning av metallmaterial, medan FMM, en metallmask med hög precision, främst används för FörångningFörångning av ett grundämne eller en förening är en fasövergång från vätskefas till ånga. Det finns två typer av förångning: avdunstning och kokning.förångning av organiska ljusemitterande material. Insiders inom industrin uppskattar att den årliga efterfrågan på CMM och FMM enbart i Kina överstiger 1 miljard euro.
CMM tillverkas av Invar®36-material med en tjocklek på 40 μm till 200 μm och används främst för ångdeponering av genomsläppliga och ledande material i kammare för ångdeponering.
FMMs är tillverkade av Invar®36-material med en tjocklek på 20 μm till 30 μm och används huvudsakligen för ångdeponering av OLED-material i kammare för ångdeponering.
Utrustning för mätning av termisk expansion
Mätningen utfördes med DIL 402 Expedis®Supreme . Dilatomtern var utrustad med en stålugn och en SiO2-provhanterare; visas i figur 1.
Mätningsprincip
Provet genomgår en specifik temperaturprocess, under vilken en statisk belastning appliceras. Provets dimension i testriktningen mäts sedan i förhållande till temperatur eller tid.
Mätförhållanden och provberedning
Provet upphettades från RT till 300°C med en uppvärmningshastighet på 5 K/min i en argonatmosfär. För mätningen placerades provet i en slitsad stav av Al2O3.
Provet var ett tunt ark av Invar® 36 med en tjocklek på 25 μm. Provkroppen som användes för mätningen hade en längd på 24,6 mm och en bredd på 6 mm. Verktygen för provberedning visas i figur 2.
Resultat av mätning
Den termiska expansionen för Invar® -provet visas i figur 3. Dessutom beräknades värden för den genomsnittliga termiska expansionskoefficienten (mCTE) för temperaturområdena 25°C till 100°C, 25°C till 200°C och 25°C till 300°C. I temperaturintervallet upp till 200°C uppvisar provet de låga mCTE-värden som förväntas för Invar.® Vid högre temperaturer ökar mCTE i takt med att det avvikande beteendet hos Invar minskar.
Sammanfattning
Den termiska expansionen hos ett prov av Invar®-film mättes med DIL 402 Expedis®Supreme . Som stöd för det tunna provet användes en slitsad stav tillverkad av Al2O3. Resultaten visar den låga termiska expansionskoefficienten som gör Invar® unikt. Dessutom framhäver de den höga känsligheten hos DIL 402 Expedis®Supreme , som möjliggör exakt mätning av sådana material med låg utvidgning.