Giriş
Invar® veya genel olarak FeNi36 olarak da bilinen Invar® alaşımı, %35,4 nikel içeriğine ve oda sıcaklığında çok düşük termal genleşme katsayısına (-20°C ile 20°C arasında, ortalama değeri yaklaşık 1,6-10-6/K) sahip bir demir-nikel alaşımıdır. Hassas aletler ve cihazlar için vazgeçilmez bir yapısal malzemedir.
Invar® alaşımlarının mükemmel özellikleri nedeniyle, göstergeler, large teleskoplar, ışın tüpü tabancası parçaları, uzun mesafeli kabloların çekirdek telleri, cam sızdırmazlık malzemeleri, ultra ince Invar® alaşım plakaları, termostatlar, optik ölçüm sistemleri ve dalga kılavuzları, LNG gemi tankları, LNG gemi bileşenleri, pompa kuleleri, güç elektroniği, havacılık parçaları, gemi bileşenleri vb. gibi çeşitli alanlarda kullanılırlar.
Invar®'ın en önemli özelliği düşük genleşme katsayısıdır. Çeşitli uygulama ortamlarına uyum sağlamak için Invar® farklı şekillerde üretilir. Normal silindirik numuneleri test etmek kolay olsa da, film numunelerini test etmek benzersiz zorluklar sunar.
Bu Film Örneklerini Nasıl Etkili Bir Şekilde Test Edebiliriz?
Bu uygulama notunda, çok small termal genleşme katsayılarının belirlenmesini sağlayan dilatometrelerimizden birini sunuyoruz ve ayrıca Invar® filmlerinde ölçümlerin nasıl yapıldığını açıklıyoruz.
İnce Film Invar® Alaşım Arka Planı
Ekran üretim ve imalat sürecinde, vakum buharlaştırma işlemi OLED ekranları LCD'den ayıran temel bağlantıdır. Metal maske plakası, OLED buharlaştırma işleminde çok önemli bir sarf malzemesidir. OLED üretim sürecinin doğası gereği, metal maskeler önemli ölçüde aşınma ve yıpranmaya maruz kalır ve düzenli olarak değiştirilmeleri gerekir. Bu değişim, OLED'lerin genel üretim maliyetlerinde önemli bir faktördür.
Şu anda, AMOLED ürünlerinde kullanılan metal maske temel olarak iki parçadan oluşmaktadır - açık maske plakası (Kaba Metal Maske, CMM) ve ince metal maske plakası (İnce Metal Maske, FMM). CMM esas olarak metal malzemelerin buharlaştırılması için kullanılırken, yüksek hassasiyetli bir metal maske olan FMM esas olarak organik ışık yayan malzemelerin buharlaştırılması için kullanılır. Sektördeki uzmanlar sadece Çin'de CMM ve FMM için yıllık talebin 1 milyar Euro'yu aştığını tahmin ediyor.
CMM'ler 40 μm ila 200 μm kalınlığında Invar®36 malzemeden yapılır ve esas olarak buhar biriktirme odalarında geçirgen ve iletken malzemelerin buhar biriktirmesi için kullanılır.
FMM'ler 20 μm ila 30 μm kalınlığında Invar®36 malzemeden yapılmıştır ve esas olarak buhar biriktirme odalarında OLED malzemelerinin buhar biriktirmesi için kullanılır.
Termal Genleşme Ölçüm Ekipmanları
Ölçüm DIL 402 ExpedisSupreme ile gerçekleştirilmiştir. Dilatomter bir çelik fırın ve bir SiO2 numune hoder ile donatılmıştır; şekil 1'de gösterilmiştir.
Ölçüm Prensibi
Numune, statik bir yükün uygulandığı belirli bir sıcaklık prosedürüne tabi tutulur. Numunenin test yönündeki boyutu daha sonra sıcaklık veya zamana bağlı olarak ölçülür.
Ölçüm Koşulları ve Numune Hazırlama
Numune, argon atmosferinde 5 K/dak ısıtma hızıyla RT'den 300°C'ye ısıtılmıştır. Ölçüm için numune Al2O3'ten yapılmış oluklu bir çubuğa yerleştirildi.
Numune, 25 μm kalınlığında ince bir Invar® 36 tabakasıydı. Ölçüm için kullanılan numune 24,6 mm uzunluğa ve 6 mm genişliğe sahipti. Numune hazırlama araçları Şekil 2'de sunulmuştur.
Ölçüm Sonuçları
Invar® numunesinin termal genleşmesi Şekil 3'te gösterilmektedir. Buna ek olarak, ortalama termal genleşme katsayısı (mCTE) değerleri 25°C ila 100°C, 25°C ila 200°C ve 25°C ila 300°C sıcaklık aralıkları için hesaplanmıştır. 200°C'ye kadar olan sıcaklık aralığında, numune Invar için beklenen düşük mCTE değerlerini sergilemektedir.® Daha yüksek sıcaklıklarda, Invar'ın anormal davranışı azaldıkça mCTE artmaktadır.
Özet
Bir Invar® film numunesinin termal genleşmesi DIL 402 ExpedisSupreme ile ölçülmüştür. İnce numune için destek olarak Al2O3 'ten yapılmış oluklu bir çubuk kullanılmıştır. Sonuçlar, Invar®'ı benzersiz kılan düşük termal genleşme katsayısını göstermektedir. Ayrıca, bu tür düşük genleşmeli malzemelerin hassas ölçümünü sağlayan DIL 402 ExpedisSupreme cihazının yüksek hassasiyetini vurgulamaktadır.