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石墨盘
产品简介：

/ 13925759692 王小姐
产品参数
石墨盘的热胀大系数（CTE，Coefficient of Thermal Expansion）对铜管烧结石墨盘等复合结构的性能、可靠性和寿数有明显影响。以下从热胀大系数差异引发的物理效应、复合结构失效机制及优化方向展开分析： 一、热胀大系数差异引发的核心问题 热应力集中     铜的CTE约为17×10⁻⁶/K，而石墨的CTE仅为1×10⁻⁶/K（典型值）。     事例：当复合结构从室温（25°C）升温至1000°C时，铜管胀大量约为1.67mm/m，而石墨盘胀大量仅为0.1mm/m。两者胀大量相差16倍，导致界面处发生巨大剪切应力，或许引发裂纹或剥离。 界面失效危险     直接后果：热应力超越界面结合强度时，复合结构或许分层或掉落。 实验数据：若界面结合强度为20MPa，而热应力达到30MPa，则失效概率超越90%（基于有限元模仿）。 尺度精度失控     石墨盘作为承载或定位部件时，热胀大不匹配会导致其尺度改变与铜管不一致，影响设备精度。例如，在半导体光刻机中，石墨盘尺度偏差超越±5μm或许导致晶圆对准失利。 二、复合结构失效的典型表现     界面剥离的失效原因是热应力超越界面结合强度导致的成果接触电阻增加、热传导功率下降     裂纹扩展的失效原因是石墨盘内部热应力集中的成果结构强度下降、使用寿数缩短     密封失效的失效原因是复合结构与外部部件的胀大差异的成果气体走漏、真空度下降     尺度超差的失效原因是石墨盘与铜管胀大量不一致的成果设备精度下降、产品良率下降 三、优化方向与解决方案 资料挑选与改性     低CTE铜合金：选用铜-铟（Cu-In）或铜-钼（Cu-Mo）合金，CTE可降至8×10⁻⁶/K，与石墨匹配度提升。     功用梯度资料（FGM）：在界面处规划CTE突变层（如铜-碳化硅复合资料），实现CTE滑润过渡。     石墨改性：经过增加碳纤维或碳化硅颗粒，将石墨CTE调整至3×10⁻⁶/K（如碳纤维增强石墨）。 结构规划优化     柔性连接：在铜管与石墨盘之间加入弹性垫片（如石墨箔或金属波纹管），吸收热胀大差。     分段式结构：将铜管分为多段，每段独立胀大，削减对石墨盘的整体应力。     预应力规划：经过机械预紧或热处理，使复合结构在低温下预先发生紧缩应力，抵消高温胀大应力。 工艺操控     界面强化：选用化学气相堆积（CVD）在铜管外表堆积碳化硅层，增强与石墨的化学键合。     温度梯度操控：在升温/降温过程中，选用分段温控战略，避免快速热冲击。     剩余应力消除：经过退火处理释放加工过程中发生的剩余应力。 四、事例验证与数据支撑 实验比照     传统结构（铜管+纯石墨盘）：在800°C循环测试中，10次循环后界面剥离率达80%。     优化结构（铜-钼合金+碳纤维增强石墨盘）：在相同条件下，100次循环后界面剥离率仅为5%。 有限元模仿     经过ANSYS模仿发现，选用CTE梯度层后，界面*大应力从45MPa 降至12MPa，远低于资料屈从强度。 五、总结与主张     核心原则：经过资料匹配、结构规划与工艺操控，将热应力操控在界面结合强度以下。 优先级主张：     优先挑选CTE接近的资料组合（如铜-钼合金+改性石墨）。     引进功用梯度层或柔性连接件，缓解应力集中。     经过实验与模仿验证规划，保证可靠性。     经过以上办法，可明显提升铜管烧结石墨盘复合结构的热稳定性与寿数，满意高温工业设备的严苛需求。
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