초고진공(UHV) 환경은 입자 가속기, 반도체 제조 및 최첨단 과학 연구에 필수적이며, 1 x 10¯6 torr 이하의 압력을 처리할 수 있는 고도로 전문화된 부품이 필요합니다. 이러한 극한 조건은 재료 방출, 윤활 제한 및 뛰어난 열 안정성과 재료 호환성의 필요성과 같은 고유한 도전을 제시합니다. 이러한 설정에서 사용되는 베어링은 진공 환경을 오염시키지 않고 신뢰할 수 있는 성능을 보장하기 위해 엄격한 표준을 충족해야 합니다.
UHV 베어링의 주요 과제
- 재료 방출: 재료에서 갇힌 가스를 방출하는 방출은 원치 않는 입자를 도입하여 UHV 환경을 손상시킬 수 있습니다. UHV 시스템에서 사용되는 베어링은 방출을 최소화해야 하므로 재료 선택이 중요합니다.
- 열 안정성 및 호환성: 오염 물질을 제거하기 위해 종종 200-450ºC 사이의 고온 베이크아웃 공정이 필요하며, UHV 베어링은 치수 안정성을 유지하고 강렬한 열을 견뎌야 합니다.
- 윤활 제한: 진공 조건에서 기존 윤활제는 증발하여 오염 물질을 도입합니다. UHV 베어링은 종종 이황화 몰리브덴(MoS2) 또는 이황화 텅스텐(WS2)과 같은 고체 윤활제 또는 윤활제 없이 작동하며, 세라믹 베어링은 낮은 마찰, 비자성 특성 및 자체 윤활 기능을 제공합니다.
UHV 성능을 위한 정밀 재료
Carter Manufacturing은 UNASIS, Silverthin 및 KMS와 같은 브랜드의 전문 UHV 베어링을 제공하며, 종종 세라믹 또는 세라믹 볼과 결합된 스테인리스강과 같은 하이브리드 재료를 사용합니다. 질화 규소, 지르코니아 및 스테인리스강(304 또는 316 등급)과 같은 재료는 낮은 방출률, 높은 내구성 및 고온 환경과의 호환성을 제공합니다. 또한, 티타늄 나이트라이드(TiN) 또는 다이아몬드 유사 탄소(DLC)와 같은 코팅은 방출을 더욱 줄이고 재료 안정성을 향상시키기 위해 때때로 적용됩니다.
정밀성과 청결성 보장
UHV 환경은 세심한 청결성과 정밀한 모션 제어가 필요합니다. CERN, 막스 플랑크 연구소 및 헬름홀츠-첸트룸 베를린 재료 및 에너지(HZB)와 같은 조직은 입자 가속기, 싱크로트론 및 기타 첨단 장비에서 UHV 호환 베어링을 사용하여 최소한의 오염도 결과를 방해할 수 있습니다. 마찬가지로 반도체 제조 및 표면 과학 응용 프로그램은 민감한 프로세스에서 성공을 위해 정밀 UHV 베어링이 필요합니다.
영국의 연구 허브 지원
옥스퍼드셔에 위치한 Carter Manufacturing은 영국 원자력 에너지 당국 및 러더퍼드 애플턴 연구소와 같은 주요 과학 기관 근처에 위치해 있으며, 과학자 및 엔지니어와 긴밀히 협력하여 성능 표준을 초과하는 베어링을 제공합니다. 최고 연구 시설과의 파트너십을 통해 Carter는 분광학, 입자 물리학, 재료 과학 및 기타 선구적인 분야에서의 발전을 지원합니다.
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