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氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為(wéi)主體的陶瓷材料,用於厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的(de)傳導性、機(jī)械強度和(hé)耐高溫性。需要注意的是需用超聲波進行洗滌。氧化鋁陶瓷是一種用途(tú)廣泛的陶瓷,因為其優越的性能,在現代社會的(de)應用已經越來越廣泛,滿足於(yú)日(rì)用和特殊(shū)性能(néng)的需要。
氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。 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(dù)高達1650—1990℃,透射波長(zhǎng)為1~6μm,一般製成熔融玻璃以取代鉑坩堝;利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作(zuò)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(cái)料。 普通型氧化鋁(lǚ)陶瓷係按Al2O3含量(liàng)不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷(cí)等品種,有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷係列。其中99氧(yǎng)化鋁瓷材料用於製作高溫坩堝、耐火爐(lú)管及特殊(shū)耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件(jiàn)及水閥片等;95氧化鋁瓷主要用作耐(nài)腐蝕、耐磨部件;85瓷(cí)中(zhōng)由於常摻入部分滑石,提高了電(diàn)性能(néng)與機械強度,可與鉬(mù)、铌、鉭等金屬(shǔ)封接,有的用作電真空裝置器(qì)件。
粉體製備 將入廠的氧化鋁粉按照不同的產品要求(qiú)與不同成型工藝製備成粉體材料。粉(fěn)體粒度(dù)在1μm以下,若製造高(gāo)純氧化鋁陶瓷製品除氧化(huà)鋁純度在99.99%外,還需超細粉碎(suì)且使其粒徑分布均勻。采(cǎi)用擠壓成型或注射成型(xíng)時,粉料中需引入粘結劑與可塑劑,一般為重量比在10-30%的熱塑性塑膠或樹脂有機粘結劑應與氧化(huà)鋁粉體(tǐ)在150-200溫度下均勻混合,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。若采用半自動或全自動幹壓成型(xíng),對粉體有特別的工藝要求,需要采用噴霧造粒法對粉體進行處理、使其呈現圓球狀,以利於提高粉體流動性(xìng)便於成型中自動充填模壁。此外,為減少粉料與模壁的摩擦,還需(xū)添加1~2%的潤(rùn)滑劑,如硬脂酸,及粘結劑PVA。 欲幹壓成(chéng)型時需對粉體噴霧造粒,其(qí)中引入聚乙烯醇作為粘結劑。上海某研究所開發一種水溶(róng)性石蠟用作Al203噴霧造粒的(de)粘結劑(jì),在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒後的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度鬆(sōng)散,流動角摩擦溫度小於30℃。顆粒級配比(bǐ)理想等條(tiáo)件,以(yǐ)獲得(dé)較大素坯密度(dù)。 成型方法 氧化鋁陶瓷(cí)製品成型方法有幹壓、注漿、擠壓、冷等(děng)靜壓、注射、流延、熱壓與熱等靜壓成型等多種方法(fǎ)。近(jìn)幾年來(lái)國內外又開發出壓(yā)濾成型、直接凝固注模成型(xíng)、凝膠注成型、離心注漿成型與(yǔ)固體自由成(chéng)型等成型技術方法(fǎ)。不同的產品形狀、尺寸、複雜造(zào)型與精度的產品需要不同的成型(xíng)方法。 常用(yòng)成型介紹: 1、幹壓(yā)成型:氧(yǎng)化鋁(lǚ)陶瓷幹壓成型技術限於形狀單純且內壁厚(hòu)度超過1mm,長度與(yǔ)直徑之比不大於4∶1的物件。成型方法有單軸向或雙向。壓機有液壓式、機械式兩種,可(kě)呈半自動或全自動(dòng)成型(xíng)方式。壓機壓(yā)力為200Mpa。產量每分鍾可達(dá)15~50件。由於液壓式壓機(jī)衝程壓力均勻,故在粉料充填有差異時壓(yā)製件高度不同。而機械式壓機施加壓力大小因粉體充填多少而變化,易導致燒結(jié)後尺寸收(shōu)縮產生差異,影響產品質量。因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(liàng)準確與否對製造的氧化鋁(lǚ)陶瓷零件尺寸精度控製(zhì)影響(xiǎng)很大。粉體顆粒以大(dà)於(yú)60μm、介於60~200目(mù)之間可獲自由流動效果,取得壓力成型效果。 2、注漿成型法:注漿成型是氧化鋁陶(táo)瓷使用早的成型方法。由於采用石膏模、成本低且(qiě)易於成(chéng)型大尺寸、外(wài)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(yán)磨之後排氣,然後倒注入石膏模內。由於石膏模毛細管對水分的吸附,漿(jiāng)料遂固化在模內。空心注漿時(shí),在模壁吸附漿料達要求厚度時,還(hái)需將多餘漿料倒出。為減少坯體收縮量(liàng)、應盡(jìn)量(liàng)使(shǐ)用高濃度(dù)漿料。 氧化鋁陶瓷漿料中(zhōng)還需加入有機添加劑以使料漿顆(kē)粒表(biǎo)麵形(xíng)成雙電層使料漿穩(wěn)定懸浮不沉澱。此外(wài)還需加入乙烯醇、甲基(jī)纖維素、海藻酸胺等(děng)粘結劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分(fèn)散劑,目的均(jun1)在於使(shǐ)漿料適宜注漿(jiāng)成型操作。