В производстве литиевых батарей, очистке полупроводников, фармацевтической химии и других областях, точная транспортировка жидкости является « жизненным циклом», определяющим производительность и хорошую скорость продукта. Когда дело доходит до жестких условий сильной коррозии, высокого износа и сверхчистоты, традиционные металлические насосы часто « бессильны» из - за коррозии, утечки или загрязнения. В этот момент керамический насос для впрыска жидкости с его коррозионной стойкостью, сверхвысокой твердостью и герметичностью стал « жестким сердцем » в области прецизионного управления жидкостью, что привело к революции точности в обрабатывающей промышленности.Во - первых, в литиевой батарее литиевого электролитического наполнения, электролит обычно содержит гексафторфосфат лития и другие сильно коррозионные вещества, традиционные насосы из нержавеющей стали в краткосрочной перспективе будут иметь точечную коррозию, перфорацию, что приводит к утечке электролита и загрязнению. В то время как керамические материалы имеют стабильные химические свойства и устойчивы к коррозии почти всех кислот, щелочей, солей и органических растворителей, они могут быть погружены в сильно коррозионную среду в течение длительного времени « без повреждений», чтобы обеспечить чистоту электролита.
Во - вторых, « сверхвысокая твердость и износостойкость». Твердость керамики по Морзе может достигать 9 (близко к алмазу), что намного выше, чем 5,5 из нержавеющей стали. При перекачке суспензии, содержащей частицы (например, суспензия из положительного материала), поршень и уплотнение металлического насоса из - за износа приводят к увеличению зазора, снижению точности, может поддерживать долгосрочную и стабильную точность измерения, срок службы в 5 - 10 раз больше, чем у металлического насоса.
Кроме того, керамика имеет низкий коэффициент трения и немагнитные характеристики. Низкий коэффициент трения уменьшает потери энергии при работе насоса, подходит для высокоточной, низкопульсирующей передачи; Безмагнетизм позволяет избежать сбоев микросхем, вызванных загрязнением ионов металлов при транспортировке полупроводников и электронных химикатов.
Формирование керамических деталей является первой трудностью. Из - за высокой твердости керамики и большой хрупкости традиционная механическая обработка затрудняет достижение сложных форм и требований высокой точности. Современные керамические насосы для нагнетания жидкости используют процесс изостатического формования или инъекции, нано - керамический порошок смешивается с связующим агентом, впрыскивается в форму под высоким давлением, а затем после высокотемпературного спекания (более 1600 ° C) образуется плотная керамическая заготовка. Этот процесс позволяет контролировать точность размеров керамических деталей на уровне микрон с шероховатостью поверхности ниже Ra0.1, обеспечивая совместимость полости насоса с плунжером.
Технология герметизации является еще одним ключевым элементом. Керамические насосы, как правило, герметизируются керамическим уплотнением на керамику или керамическим + ТФУ мягким уплотнением. Жесткое уплотнение опирается на два прецизионно измельченных керамических торца для достижения нулевой утечки, подходит для транспортировки сверхчистой жидкости; Мягкое уплотнение компенсируется эластичностью политетрафторэтилена (PTFE) с учетом герметичности и износостойкости и подходит для среды, содержащей частицы. Некоторые керамические насосы также используют технологию магнитного привода, синхронно приводя внутренние и внешние роторы с постоянным магнитом, устраняя точку утечки динамического уплотнения для достижения абсолютного уплотнения.
В производстве литиевых батарей он является основным оборудованием для впрыска электролита. Емкость, циклический срок службы и безопасность литиевых батарей напрямую зависят от точности впрыска электролита (погрешность составляет ±0,5%) и согласованности количества впрыска. Керамический насос впрыска жидкости через высокоточный сервомотор, может достичь 0,01 мкл сверхмикрошагового управления, чтобы обеспечить точность впрыска электролита в каждый сердечник, что значительно повышает хорошую скорость батареи и согласованность производительности.
В полупроводниковой промышленности он является оператором доставки электронных химических веществ, таких как фоторезисты и травильные жидкости. Эти химические вещества имеют высокую ценность и чрезвычайно загрязнены, а сверхнизкая дизъюнктивность керамических насосов и характеристики производства без частиц предотвращают загрязнение кристаллических кругов примесями и обеспечивают хорошие показатели производства чипов. Например, в процессе 7 нм и ниже точность подачи керамического насоса напрямую определяет однородность покрытия фоторезистом.
В области медицины и тонкой химической промышленности это « точный метроном» высокоценных фармацевтических жидкостей и катализаторов. Для биофармацевтики, стерильных растворов в производстве вакцин, керамических насосов в соответствии с FDA, GMP и другими стандартами санитарного уровня, может быть достигнута точная доставка стерильных, без термогенов; В тонкой химической промышленности, перед лицом высококоррозионных катализаторов, долгосрочная стабильная работа керамических насосов обеспечивает точное управление процессом реакции.
По мере продвижения Индустрии 4.0 керамические насосы для впрыска жидкости эволюционируют от прецизионных компонентов к интеллектуальным центрам управления жидкостью. Будущие керамические насосы будут интегрированы с датчиками давления, расхода и температуры, с помощью технологии IoT для достижения дистанционного мониторинга и предупреждения о неисправностях; В сочетании с алгоритмом AI можно автоматически регулировать эксплуатационные параметры насоса в соответствии с характеристиками жидкости для достижения « адаптивного управления»; Кроме того, применение новых материалов (таких как керамика из нитрида кремния) еще больше повысит прочность и термостойкость насоса и расширит его применение в аэрокосмической и ядерной промышленности.