真空油脂及超真空润滑脂的应用

50多年来，比瑟奴一直与欧洲宇航局和商业航空航天业的领导者合作，为关键任务组件提供润滑剂服务，同时解决除气，污染等问题。除气会降低润滑剂的有效性，并可能污染附近的部件。公司经过多年不懈的努力，率先开发出多款真空润滑脂/超真空润滑脂、真空密封脂。比瑟奴超真空润滑脂可在真空度达10-12毫巴的超真空环境中正常工作。我们的产品拥有特殊配方，专利技术。能够长期保持柔软及柔顺，不易变质或变硬，低蒸气压，从而实现最长的工作维护周期。目前，大部分研究在其他行业得到了回报，其中PSEINU正在应用这项技术设计润滑剂，用于洁净室，实验室和半导体制造设施的组件和子组件，包括真空和非真空应用。真空应用领域一般分为玻璃厂真空镀膜线设备，真空炉，采用比瑟奴T.GREASE-55 通用型真空润滑脂，在自动化、运动控制系统、真空测量系统、真空高低温步进电机，真空防辐射步进电机，真空高低温减速机，真空高低温位移台丝杆，真空防辐射位移台，真空高低温防辐射转台滑轨丝杆，真空离子规及控制器，真空线缆以及驱动控制系统等条件下采用比瑟奴T.GREASE-59/BG超真空润滑脂和T.GREASE-55通用型真空润滑脂。在航空航天以及太空领域如：航天器、人造卫星、火箭系统等，则采用比瑟奴T.GREASE-56NL 超真空低温润滑脂，并作为低温真空润滑脂得到广泛认可和推荐。这种低温润滑脂是专门配制用于在低温下表现出无裂纹性能特点，并且承受在低温 -265°C 和 +80°C 之间温度交替环境中。有能力填充临近表面的微孔，所以改善了热接触。无硅真空润滑脂相关的污染问题,例如'蠕变’或者'滞留’在 20°C 蒸气压力为 6 x 10-10 托有内置的辐射抗性具有强大的'吸附’能力，其可吸收在金属和玻璃表面潜在的有害润滑脂和化学杂质易溶于碳氢化合物溶剂，方便清洁除垢。

在半导体晶圆制造，平板，太阳能电池板和LCD制造设备中的各种机电设备对其润滑剂的要求越来越高。今天的润滑剂必须能够处理更高的负载，更高的温度，延长部件的使用寿命，并提高生产率，同时消除或减少空气中的分子污染或释放可能使高速检测系统中的光学器件雾化甚至污染晶片的蒸汽。比瑟奴T.GREASE-58/HS 超真空润滑脂的出现，旨在改善高速轴承，运动控制直线导轨，真空泵以及半导体制造设备中使用的其他组件的性能并延长其使用寿命，这些设备专为沉积等工艺而设计，离子注入，蚀刻，光刻和晶片测量和检查。在半导体芯片，激光二极管和晶体等低温测试中很重要，T.GREASE-58/HS真空润滑脂用于改善样本船和恒冷器冷头之间的热接触。这种低温热接触润滑脂确保样品在尽可能最低的温度下提高测试灵敏度。T.GREASE-58/HS拥有在低温条件下提高热接触的良好记录。它对于冷却系统耦合超导磁体，低温恒温器，温度传感器或任何须尽快达到低温冷冻的系统很重要。低磁化率也使其成为超导体制造应用的理想选择。虽然速度，均匀性和清洁度使自动装配设备成为半导体制造的标准，但他们也提出了一个关于润滑的难题。 油和润滑脂确实可以帮助生产线上的机器人，拾取和放置站，输送机，阀门，开关和其他设备运行更好，使用寿命更长。 但它们也会导致空气中的分子污染，或者更糟糕的是，它会释放蒸汽，使高速检测系统中的光学系统雾化，甚至污染晶圆。然而，可以最小化或消除与润滑剂相关的问题。 例如：航空航天工业几十年来一直致力于为关键任务部件提供合格的润滑油 - 解决润滑剂除气，污染和饥饿等问题。 大部分研究现已成功应用于设计洁净室，实验室和半导体制造设施中的子组件润滑剂。润滑剂减少摩擦，相邻材料的法向力乘以摩擦系数（μ），这是在剪切和压缩（μ= S / P）下较软材料对塑性变形的抵抗力。在接触表面之间添加润滑剂可降低摩擦系数，从而减少部件磨损并最终延长使用寿命。固体和液体可用作润滑剂。固体润滑剂包括石墨，二硫化钼和聚四氟乙烯（PTFE）粉末，容易磨损。通常，所有合成油都能承受更宽的温度，并且与天然的同类产品在化学上更均匀。特定的合成油具有额外的优点，将在下面讨论。通常，油被指定用于跳蚤动力装置，其中即使是最轻的润滑脂也不会克服可用的扭矩。润滑脂落在固体和液体润滑剂之间。半固体，是一种用增稠剂固定的油。与需要紧密密封的储存器以防止迁移的油不同，润滑脂依赖于肥皂，粘土或固体润滑剂增稠剂可将润滑液保持在需要的地方。为任何应用选择合适的润滑剂需要仔细考虑其每种成分，从基础油开始，这是任何润滑剂的最大百分比组成。合成基础油化学的一般类别包括：合成聚α-烯烃（PAO），合成酯，硅氧烷，多烷基化环戊烷（MAC），聚苯醚（PPE）和全氟聚醚（PFPE）。每个都为洁净室和半导体制造带来了不同的优势。 PAO通常是成本最低的替代方案。它们具有良好的抗磨特性，并且具有使用传统添加剂的能力。但是，在较高的温度或最小的除气是至关重要的情况下，PAO并不总是如此达到。合成酯和有机硅在性能和成本方面均优于PAO。因为酯类具有高极性，在室温下确定高分子量润滑剂的蒸气压是不实际的，因为痕量除气将非常难以测量。因此，Langmuir方程用于计算几个高温下的蒸汽压力，这些值用于推算25°C时的蒸汽压力。它们本质上是良好的边界润滑剂。与PAO相比，它们具有更低的蒸气压和更高的热氧化稳定性。但是，酯应该引起警告。它们与许多商业聚合物和弹性体发生化学反应，并且它们在酸，碱和某些金属存在下易于化学分解。在任何一种情况下，润滑剂性能和组件都会严重受损。有机硅代表了比PAO和酯显着改善的性能。它们具有更宽的使用温度范围，优异的低挥发性特性和良好的热氧化稳定性。然而，它们是非常“可压缩的”分子。虽然这种特性在润滑塑料和轻负载金属方面没有问题，但是在更高负载的金属对金属应用中，有机硅不能提供与酯或PAO相同的耐磨性。MAC，PPE和PFPE--所有高分子量材料 - 代表了合成化学润滑的最新发展。虽然它们的价格相应较高，但它们独特的性能使它们非常适合半导体制造的需求。 MAC表现出极低的蒸气压，可以通过特定应用的添加剂轻松强化，并提供良好的热氧化稳定性和化学相容性。 PPE在润滑电连接器方面具有悠久的历史。它们具有出色的蒸汽压力特性和独特的优势 - 增强辐射抗性的标准 - 比其他合成化学品好一到两个数量级。虽然在边界润滑条件下不如其他一些合成化学品那样坚固，但PFPE在真空关键应用中已经众所周知，特别是当低蒸气压，宽温度，化学惰性和材料兼容性很重要时。

虽然每种润滑剂的设计应满足温度，负载，扭矩和其他特定设备的要求，但真空或洁净室应用的润滑剂也必须满足刚性蒸汽压力标准。蒸气压是由在液体表面正上方的假想表面上进入气相的分子施加的每单位面积的力。在润滑设计中，该特性在比较不同油或其他润滑剂组分变得易挥发的趋势时非常有用，这增加了蒸发损失造成污染的可能性。因此，蒸汽压越低，润滑剂越好。在真空中测量的润滑剂的蒸气压可以使用Langmuir方程式确定：P=17.14 G（T / M）1/2，其中P是以Torr为单位的蒸气压，G是除了选择低蒸气压和高分子量的基础油外，颗粒污染控制是另一个重要的润滑油标准。真空和洁净室应用。在润滑剂的制造过程中，灰尘，污垢，甚至不适当分散的增稠剂都会夹带在油或油脂中。例如，在滚动轴承中，颗粒或附聚的增稠剂会破坏将球与滚道，疤痕球和滚道分开的弹性动力薄膜，从而损害性能并缩短操作寿命。事实上，随着材料科学的进步，大多数轴承都失败了，蒸发速率，单位为克/平方厘米/秒，T是以°K为单位的温度，M是所讨论材料的分子量。在设计润滑剂时，要润滑的装置的表面积（G因子）和操作环境的温度都是允许的。因此，上述等式强调了分子量的重要性，分子量是选择基础油的一个变量，用于设计低蒸汽压润滑剂。低释气的最佳候选物是具有高分子量的基础油- MAC，PPE和PFPE等材料。此外，由于基础油中的每个分子可具有略微不同的分子量，因此更好地缩小分子量范围。通过特殊的蒸馏工艺，可以在润滑剂制造过程中去除较轻的材料，而不是等待它们在工作中挥发和污染。值得注意的是，虽然大多数“真空润滑剂”供应商都指定了蒸汽压力数据，但这些数据很少是测量每批润滑剂的结果。如果没有严密的控制，两批相同润滑剂的蒸汽压可能会有所不同，几个数量级。因此，为了最好地利用蒸汽压力数据来确定润滑剂的排气潜力，应该进行每批次的分析。通常，任何低于超洁净润滑剂的物质都会影响设备的准确性，可重复性和使用寿命。超滤可以改善这些问题。一种先进的生产前和生产后过滤过程，超滤使润滑脂中的增稠剂均匀化，去除油中小至1微米的颗粒物和油脂中35微米的颗粒物（参考，一粒沙粒约为650微米）。由于各种军用标准定义了润滑剂的清洁度，超滤至少会告诉用户润滑剂中颗粒的相对尺寸，并且该信息可用于预先确定这是否对操作有害。半导体工业包含大量机电设备，其性能和使用寿命取决于选择合适的润滑剂。没有一种化学能满足所有需求。然而，在各种基础油化学品，胶凝剂和添加剂中的某些地方，与在真空和洁净室环境中设计和制造润滑剂的方法相结合半导体制造环境中的每个组件都存在理想的真空润滑剂。