بعد ثلاثين عامًا من مشاهدة أثاث الفرن وهو يلتوي ويتشقق تحت الضغط الحراري، طورت تقديرًا عميقًا لما يمكن أن تحققه هندسة السيراميك المناسبة. تمثل لوحة سيراميك الألومينا عالية النقاء بنسبة 99% من NBRAM مع أخدود للفرن قمة تكنولوجيا المعالجة الحرارية، مما يوفر ثباتًا لا مثيل له في البيئات التي تستسلم فيها المواد الأقل ببساطة. توفر تركيبة الألومينا بنسبة 99% مقاومة استثنائية للصدمات الحرارية وقوة ميكانيكية تحافظ على ثبات الأبعاد حتى أثناء ركوب درجات الحرارة السريعة. توفر الأخاديد المصممة بدقة الدعم الأمثل وتدفق الغاز لمختلف تطبيقات الفرن، مما يضمن الحصول على نتائج متسقة دفعة بعد دفعة. عندما تحتاج إلى شراء أثاث الفرن الذي يتحمل بالفعل الظروف القاسية للمعالجة ذات درجات الحرارة العالية، فإن ألواح الألومينا المحززة لدينا توفر الموثوقية التي تحول الإنتاج من غير متوقع إلى ممتاز باستمرار.
لقد كان حل تحديات المعالجة الحرارية هو هاجسي المهني منذ أن شاهدت مجموعة كاملة من السيراميك عالي القيمة تتلف بسبب أثاث الفرن المشوه. لقد دفعتني هذه التجربة إلى تطوير ألواح الفرن التي تحافظ فعليًا على سلامتها في ظل الظروف القاسية. يتضمن نهج NBRAM تجاه ألواح فرن الألومينا عالية النقاء فهم ليس فقط علم المواد، ولكن أيضًا الديناميكيات الحرارية في العالم الحقيقي والضغوط الميكانيكية التي يجب أن يتحملها أثاث الفرن. لقد قمنا بتصميم هذه اللوحات مع الأخذ في الاعتبار كل شيء بدءًا من مطابقة التمدد الحراري إلى تصميمات الأخدود التي تعمل على تحسين نقل الحرارة - لأنني رأيت الكثير من السيراميك المثالي نظريًا يفشل في بيئات الفرن الفعلية.
لن أنسى أبدًا الشركة المصنعة للبورسلين التي كانت تستبدل أرفف الفرن باستمرار بسبب مشاكل التشوه والتلوث. كانت معدلات الرفض الخاصة بهم مرتفعة جدًا حتى قمنا بتنفيذ ألواح الألومينا المحززة. يكمن جمال هذه الألواح في قدرتها على الحفاظ على التسطيح في ظل التدوير الحراري المتكرر - لقد رأيتها تتعامل مع درجات حرارة تصل إلى 1750 درجة مئوية دون ترهل أو تشوه. تخدم الأخاديد المُصنعة بدقة أغراضًا متعددة: فهي تسمح بالتوزيع المتساوي للحرارة، وتسهل تدفق الغاز أثناء الحرق، وتوفر نقاط تثبيت لمختلف تكوينات أثاث الفرن.
لقد نجحنا في نشر هذه اللوحات في كل شيء بدءًا من إنتاج السيراميك الفني وحتى تطبيقات المعالجة الحرارية ذات درجات الحرارة العالية. أبلغ أحد العملاء في صناعة أشباه الموصلات عن انخفاض بنسبة 60% في انحراف الرقاقة بعد التحول إلى لوح سيراميك الألومينا عالي النقاء بنسبة 99% مع أخدود للفرن، وذلك بفضل التجانس الحراري الاستثنائي الذي توفره. يمنع السطح غير المسامي تلوث المواد الحساسة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تكون فيها النقاء أمرًا بالغ الأهمية.
عملية التصنيع لألواح الفرن هذه هي حيث نقوم بتحويل الألومينا الخام إلى روائع المعالجة الحرارية. لقد بدأنا بمسحوق ألومينا نقي بنسبة 99.6% يخضع لمراقبة صارمة للجودة - لقد تعلمت من خلال أخطاء باهظة الثمن أنه حتى الشوائب البسيطة يمكن أن تسبب فشلًا كارثيًا في درجات الحرارة المرتفعة. تستخدم عملية الضغط مكابس هيدروليكية ذات ملفات ضغط يتم التحكم فيها بدقة لتحقيق الكثافة المطلوبة للأداء الحراري الأمثل. يتم ضغط كل لوحة بشكل فردي لضمان كثافة متسقة في كل مكان، مما يزيل البقع الضعيفة التي تؤدي إلى التشقق الناتج عن الإجهاد الحراري.
تتم عملية الحرق في أفران مصممة خصيصًا مع ملفات تعريف لدرجة الحرارة ساعدت شخصيًا في تحسينها بعد تحليل عدد لا يحصى من مكونات السيراميك الفاشلة. نحن نحافظ على درجات الحرارة ضمن ±3 درجة مئوية من الهدف لضمان التلبيد المناسب ونمو البلورات. تخضع كل لوحة نهائية لاختبار التسطيح بالليزر للكشف عن أي صفحة ملتوية يمكن أن تؤثر على الأداء في الفرن. يتم إجراء عملية تصنيع الأخدود باستخدام أدوات ذات رؤوس ماسية تحافظ على الدقة في حدود 0.05 مم - وهو التسامح الذي أصررت عليه بعد أن رأيت كيف تؤدي الأخاديد غير الكاملة إلى إنشاء نقاط ساخنة وتسخين غير متساوٍ.
اسمحوا لي أن أقدم لكم الأرقام التي تجعل معايير صناعة ألواح الفرن هذه. لوح سيراميك الألومينا عالي النقاء بنسبة 99% الخاص بنا مع أخدود لمحتوى الفرن بنسبة 99.6% كحد أدنى، مما يضمن استقرارًا كيميائيًا استثنائيًا ومقاومة للتآكل. يتم التحكم في الكثافة بدقة عند 3.85-3.90 جم/سم3 لتحسين مقاومة الصدمات الحرارية والقوة الميكانيكية. معامل التمدد الحراري هو 7.5-8.0 × 10⁻⁶/K، مما يوفر استقرارًا ممتازًا للأبعاد أثناء تقلبات درجات الحرارة.
تصل درجة حرارة التشغيل القصوى إلى 1750 درجة مئوية في الأجواء المؤكسدة و1900 درجة مئوية في الأجواء المختزلة. تتجاوز قوة الضغط 2200 ميجا باسكال، مما يسمح لهذه الألواح بدعم الأحمال الثقيلة دون تشوه. تتيح مقاومة الصدمات الحرارية معدلات تسخين وتبريد تصل إلى 200 درجة مئوية/ساعة دون تشقق. تتراوح الأحجام القياسية من 300 × 300 مم إلى 600 × 600 مم بسماكة تتراوح من 15 مم إلى 30 مم، وكلها مزودة بأخاديد دقيقة مُشكَّلة ومُحسَّنة لتطبيقات الأفران المختلفة.