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氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷(cí)材料,用於厚膜集成電(diàn)路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導性、機械強度和耐高溫性。需要注(zhù)意的是需用超聲波進行洗滌。氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的陶(táo)瓷,因為其(qí)優越的性能,在現代社會的應用已經越來越廣泛,滿足於日用和特殊性能(néng)的需要。
氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種(zhǒng)。 高純(chún)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,一般製成熔融玻璃(lí)以(yǐ)取代鉑(bó)坩堝;利用其透光性(xìng)及可(kě)耐堿(jiǎn)金屬腐蝕性用作鈉燈管(guǎn);在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣材(cái)料。 普通型氧化鋁陶瓷係按Al2O3含量不(bú)同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種,有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶(táo)瓷係列。其中99氧化鋁瓷材料用於製作高溫坩堝、耐火(huǒ)爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷(cí)軸(zhóu)承(chéng)、陶瓷密封(fēng)件及水閥片等(děng);95氧化鋁瓷(cí)主要用作耐(nài)腐蝕、耐磨部件;85瓷中由於常(cháng)摻(chān)入部分滑石,提高了電性能與機械強(qiáng)度,可(kě)與鉬、铌、鉭等金屬封接,有的用作(zuò)電真空裝置器件。
粉體製備 將(jiāng)入廠的氧(yǎng)化鋁粉按照(zhào)不(bú)同(tóng)的產品要求與不同成型工(gōng)藝製備成(chéng)粉體材料。粉體粒度在1μm以下,若製造高純氧化鋁陶瓷(cí)製品除氧(yǎng)化鋁純度在99.99%外,還需超細粉碎且使其粒徑分(fèn)布均勻(yún)。采用擠壓(yā)成型或(huò)注射成型時,粉(fěn)料中需引入粘結劑與可塑劑(jì),一般為重量比在10-30%的熱(rè)塑性塑膠或樹脂有機粘結劑應與氧(yǎng)化鋁粉體在150-200溫度(dù)下均勻混合,以利於成型操作(zuò)。采(cǎi)用熱壓(yā)工藝成型的粉體原料則不需加入粘結劑。若采用半自動(dòng)或全自動幹壓成型,對粉體有(yǒu)特別的工藝要求,需要采用噴霧造粒法對粉體進行處理(lǐ)、使其呈現圓(yuán)球狀,以利於提高粉體流動性便於(yú)成型中自動充填模(mó)壁。此外,為減少粉料與模壁的摩擦,還需添加1~2%的(de)潤滑劑,如硬脂酸,及粘結劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉體噴霧造粒,其中引入聚乙烯醇(chún)作為粘結劑。上海某研究所開發一種水溶性石蠟(là)用作Al203噴霧(wù)造粒的粘結劑,在加熱情況下有很好的流動性。噴霧造粒(lì)後的粉體必須具備流動性好(hǎo)、密度鬆散,流(liú)動角(jiǎo)摩擦溫度小於30℃。顆粒級配比理想等條件,以獲得較大(dà)素坯密度(dù)。 成型(xíng)方法 氧化鋁陶瓷製品成型方法有幹壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延(yán)、熱壓與熱等靜壓成型等多種方法。近幾年來國內外又開(kāi)發出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝膠注成型、離心注漿成型與固體自由(yóu)成型等成型技術方法。不同的產品形狀、尺寸、複雜造型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:氧化(huà)鋁陶瓷(cí)幹壓成型技術限於形狀單純且內壁(bì)厚度超過1mm,長度與直徑之(zhī)比不大於4∶1的物件。成型(xíng)方法有單軸向(xiàng)或雙向。壓機有液壓式、機械式兩種,可呈半自動或全自(zì)動成型方式。壓機壓力為200Mpa。產量每分鍾可(kě)達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製件高度不同(tóng)。而機械式壓(yā)機施(shī)加壓力大小因粉體充填多少而變化,易導致燒結後尺(chǐ)寸收(shōu)縮產生差異(yì),影響產品質量(liàng)。因此幹(gàn)壓過程中(zhōng)粉體顆粒均勻分布對模具充填非常重要。充填量準確與否對製造的(de)氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控製影響很大。粉體顆(kē)粒以大於60μm、介於60~200目之間可獲自(zì)由流動效果,取得壓力(lì)成(chéng)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(cǎi)用石膏模、成本低且(qiě)易於成型(xíng)大尺寸、外形複雜(zá)的部件。注漿成型(xíng)的關鍵(jiàn)是(shì)氧(yǎng)化鋁漿料的製備。通常(cháng)以水為熔劑介質,再加入(rù)解膠劑與粘結劑(jì),充分研磨之後排氣,然後倒注入(rù)石膏模內。由於(yú)石(shí)膏(gāo)模毛細管對水分的吸附,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(yīng)盡(jìn)量(liàng)使用高濃度漿料。 氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有(yǒu)機添加劑以使料漿顆粒表(biǎo)麵形成雙電層使料漿穩定懸浮(fú)不沉澱。此外(wài)還需加入(rù)乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚丙烯(xī)胺、阿拉伯樹膠等分散劑,目的均(jun1)在於(yú)使漿料適宜注(zhù)漿成型操作。