Kilevalu

Kilevalu on valuprotsess, mida kasutatakse õhukeste kihiliste keraamiliste elektroonikakomponentide ja kondensaatorite valmistamiseks keraamilisest lobrist. Alates "moodsa keraamika ajastu" algusest, mida määratletakse II maailmasõja perioodiga, on keraamika töötlemise tehnoloogias tehtud mitmeid edusamme. Üks uusimaid ja viljakamaid on olnud kilevalu kui tootmisprotsessi arendamine ja rakendamine õhukeste keraamiliste materjalide lehtede tootmiseks. 1947. aastal toodeti esimest korda keraamilistest dielektrikutest koosnev kondensaator kilevalu abil. Antud protsess patenteeriti 1952. aastal. 1950. aastatel töötati välja ja patenteeriti liikuva polümeerkanduri kasutamine valupinnana. Kilevalu korral valatakse kandurile kindla paksusega õhuke lobrikiht. Lobris sisalduv vedelik aurustatakse ning tulemuseks on õhuke, plastne keraamiline lehttoorik, mis on väga sile ja ühtlase paksusega. Lobri tehakse mittevesilahustega, millel on madal varjatud aurustumissoojus, nii et kuivatamine toimuks kiiresti. Protsessi keskmeks on raakel, mis toimib noa rollis, jaotades valatud suspensiooni laiali liikuvale kandurile. Protsessi käigus mõjutavad suspensiooni kaks peamist jõudu. Esiteks on olemas gravitatsiooni esilekutsuv survevool: vedelikusamba kõrgus raakli taga olevas reservuaaris sunnib suspensiooni laba all olevast pilust välja voolama. Seda voolu tuntakse ka rõhuvooluna. Teiseks, mis veelgi olulisem, liikuv kandur viib takistusvooluni. Kile valamise tüüpilistes tingimustes ületab see jõud rõhuvoolu ühe suurusjärgu võrra. Seetõttu on kilevalu protsessis lisaks suspensiooni omadustele olulised muutujad raakli all oleva pilu kõrgus ja kanduri kiirus raakli suhtes. Valatud lobri kihti nimetatakse roheliseks leheks või roheliseks kihiks. Pind, millele valatakse, võib olla valmistatud terasest, klaasist, kaetud paberist ja polümeeridest. Teras on kõige ökonoomsem pind, kuid õhukeste lehtede eemaldamine teraspinnalt on keeruline ja teraspind vajab vigastuste tõttu suhteliselt sagedast väljavahetamist. Kuivatamise käigus eemaldatakse lenduv lahusti aurustamise teel ja moodustub osakestega täidetud polümeermaatriksist koosnev painduv kile. Valatud kile kuivab ainult ühelt poolt, avatud pinnalt, kuna valupind on vettpidav. Kuivatamine sõltub kahest protsessist, nimelt lahusti aurustumisest pinnalt ja lahusti difusioonist läbi lindi ühe avatud pinna suunas. Aurustumist saab kiirendada õhu käes kuivatamisega. Tavaliselt tuleks aurustamist piirata, et tagada lahusti pidev difusioon. Kui lahusti ei aurustu lehelt kontrollitult, võib kile praguneda või kõverduda Kulu, P.; Kübarsepp, J.; Laansoo, A.; Veinthal, R. (2015). Materjalitehnika II. Konstruktsioonimaterjalide tehnoloogia. Tallinn: TTÜ Kirjastus. 508 lk. The Tape Casting Warehouse, Inc. History to Tape Casting Lin, Y.; Kang, K.; Chen, F.; Zhang, L.; Lavernia, J. E. (2018). Materials Science and Materials Engineering. Comprehensive Composite Materials II. Volume 4. Lk 331-346. Shanefield, J. D. (1991). Concise Encyclopedia of Advanced Ceramic Materials. USA: AT&T Engineering Research Center. Lk 469-472. Buekenhoudt, A.; Kovalevsky, A.; Luyten, J.; Snijkers, F. (2010). Comprehensive Membrane Science and Engineering. Belgia: Flemish Institute for Technological Research. Lk 217-252. Ren, L.; Luo, X.; Zhou, H. (2018). The tape casting process for manufacturing low-temperature co-fired ceramic green sheets: A review. Journal. Nr 101. Mistler, E. R.; Twiname, R. E. (2000). Tape Casting: Theory and Practice