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氧化鋁陶瓷是(shì)一(yī)種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料,用(yòng)於厚膜(mó)集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導性、機械強度和耐高溫性(xìng)。需要注意的是需用超聲波進行洗滌(dí)。氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的(de)陶(táo)瓷,因為其優越的(de)性能,在現(xiàn)代社(shè)會的應用已經越來越廣泛,滿足於(yú)日用(yòng)和特殊(shū)性能的需要。
氧化鋁陶瓷分為(wéi)高純型與(yǔ)普通型兩種(zhǒng)。 高純型氧化鋁陶瓷係Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由於其燒結溫度高達1650—1990℃,透射波長為1~6μm,一般製成熔融玻(bō)璃以取代鉑坩堝;利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用(yòng)作鈉燈管;在電子工業中可用作集(jí)成電路基板與高頻絕緣材料。 普通(tōng)型氧化鋁陶瓷係按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種,有(yǒu)時(shí)Al2O3含量在(zài)80%或75%者也劃為普通(tōng)氧化鋁陶瓷係列。其中99氧化鋁瓷材(cái)料用於製作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密(mì)封件及(jí)水閥片等;95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕(shí)、耐(nài)磨部件;85瓷中(zhōng)由(yóu)於(yú)常摻入部分滑(huá)石,提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度,可與鉬、铌、鉭等金屬(shǔ)封接,有的用作電(diàn)真空裝(zhuāng)置器件。
粉體製備 將入廠的氧化鋁粉按照不同的產品要求與不同成型(xíng)工藝製備成粉(fěn)體材料(liào)。粉體粒度在(zài)1μm以下,若製造高純氧化鋁陶瓷製品除氧化鋁純度在99.99%外,還(hái)需超細粉碎(suì)且使其粒(lì)徑分布均(jun1)勻。采用擠壓成型(xíng)或注射成型時,粉料中需引入粘結劑與可塑劑,一般為重量比在10-30%的熱(rè)塑性塑膠或樹脂有機粘結劑(jì)應與氧(yǎng)化鋁粉體(tǐ)在150-200溫度(dù)下均勻混合,以利於成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料(liào)則不需加入粘結劑。若采用半自動或全(quán)自動幹壓成型,對粉體有特別的工藝要求,需要采用噴霧造粒法對粉(fěn)體進行處理、使其呈現圓球(qiú)狀,以利(lì)於提高粉體流動性便於成型(xíng)中自(zì)動充填模壁。此外,為(wéi)減少粉料與模壁的摩擦(cā),還需添加1~2%的潤滑劑,如硬脂(zhī)酸(suān),及(jí)粘結劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉體噴(pēn)霧(wù)造粒,其中引入聚乙(yǐ)烯(xī)醇作為粘結劑。上海某研究所開發一種水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒的粘結劑,在加熱情況下有很好的流動性。噴霧(wù)造粒後的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度鬆散,流動角摩擦溫度(dù)小於30℃。顆(kē)粒(lì)級(jí)配比理想等條件(jiàn),以(yǐ)獲得較大素坯密度。 成型方(fāng)法 氧化(huà)鋁(lǚ)陶瓷製品成型方(fāng)法有幹壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延、熱壓與熱等靜壓(yā)成(chéng)型等多種方法。近幾年來國內外(wài)又開(kāi)發出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝膠(jiāo)注成型、離心注漿成型與固體自由成型(xíng)等成型技術方法。不同(tóng)的(de)產品形狀、尺寸、複雜造型(xíng)與精度的產品需要不同的成型方法。 常用成型介紹: 1、幹壓成型:氧(yǎng)化鋁陶瓷幹壓成型技術限(xiàn)於形狀單純且內壁厚度超過1mm,長度與直徑之比不大於4∶1的物件。成型方法有單(dān)軸向或雙向。壓機有液壓(yā)式、機械(xiè)式兩種,可呈半自動或全自動成型方(fāng)式。壓機壓(yā)力為200Mpa。產(chǎn)量每分鍾可達15~50件。由於液壓式壓機衝程壓力均勻,故在(zài)粉料充填有差異時壓製件高度不同。而機械式壓機(jī)施加壓力大(dà)小因粉體充填多少(shǎo)而變化,易導致燒結(jié)後尺寸收縮產生差異,影響產品質量。因(yīn)此幹壓過程中粉體顆粒均勻分布對模具充填非常重要。充填量準確(què)與否對製造的氧化(huà)鋁陶(táo)瓷零件尺(chǐ)寸精度控製影響很大。粉體顆粒以大於(yú)60μm、介於60~200目之間可獲自由流動效果,取得壓力成型效果。 2、注漿成型法:注(zhù)漿(jiāng)成型是氧化鋁陶(táo)瓷(cí)使用早的成型方法(fǎ)。由於采(cǎi)用石膏模、成本低且易於成型(xíng)大尺寸、外形複雜的部件。注漿成型的關鍵是氧化鋁漿料的製備。通常以水為熔劑介質,再加入解膠劑與粘結劑,充分研磨之後排氣,然後倒注入石膏模內。由於石膏模毛細管對(duì)水(shuǐ)分的吸附,漿料遂固化在模內。空心注漿時,在模壁吸附漿料達要求厚度時,還需將多餘漿料倒出。為減少坯體收縮量、應盡量使(shǐ)用高濃度漿料。 氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有機添加劑以使料漿顆粒表麵形(xíng)成雙電層使料漿穩定懸(xuán)浮不沉澱。此外還需加(jiā)入乙烯(xī)醇、甲基纖維素、海藻(zǎo)酸胺(àn)等粘結劑及聚丙(bǐng)烯胺、阿拉伯樹膠等分散(sàn)劑(jì),目的均在於使漿料適宜(yí)注漿成型操作。