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氧(yǎng)化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為(wéi)主(zhǔ)體的陶瓷材料,用於厚膜(mó)集成電路。氧(yǎng)化鋁陶瓷有較好的傳導(dǎo)性、機械強度和耐高溫(wēn)性。需要注意的是需用超聲(shēng)波進行洗滌。氧化鋁陶瓷是一(yī)種用(yòng)途廣泛的陶瓷(cí),因為其優越的性能,在現代社會的應用已經越來越廣泛,滿足於日(rì)用和特殊性能(néng)的需要。
氧化鋁陶(táo)瓷分為高純型與普通型兩種。 高純型(xíng)氧化鋁陶瓷係Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷(cí)材料,由於(yú)其(qí)燒結溫度高達1650—1990℃,透射波長為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(yòng)作(zuò)鈉燈管;在電子工業中可用作集成電路基板(bǎn)與高頻絕緣材料。 普通型氧化鋁陶瓷係按Al2O3含量不同分為(wéi)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瓷(cí)係列。其中99氧化鋁瓷材料用於製作(zuò)高溫坩(gān)堝、耐火爐管及特(tè)殊耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等;95氧化鋁瓷主要(yào)用作(zuò)耐(nài)腐蝕、耐磨部件;85瓷中由於常摻(chān)入部分滑石,提高了電性能與機械強度,可與鉬、铌、鉭(tǎn)等金屬封(fēng)接,有的用作電真(zhēn)空(kōng)裝置器件。
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工藝製(zhì)備成粉體材料。粉體粒度在1μm以下,若製造高純氧化鋁陶瓷製品除氧化鋁(lǚ)純度在99.99%外,還需超細粉碎(suì)且(qiě)使其粒(lì)徑分布均勻。采用擠壓(yā)成型或注射成(chéng)型時,粉料中需引入粘結(jié)劑與可塑劑,一般為重量比在10-30%的熱塑(sù)性塑膠或樹脂有機粘結劑應與氧化鋁(lǚ)粉體在150-200溫度下均勻混合,以利於(yú)成型操作。采用熱壓工藝成(chéng)型的粉體原料則不需加入粘結劑。若采用半自動(dòng)或(huò)全自動幹壓成型,對粉體有特別的工藝要求,需(xū)要(yào)采用噴霧造粒法對粉體進(jìn)行處理、使其呈現圓球狀,以利於提高粉體流動性便於成(chéng)型中自動充填模壁(bì)。此(cǐ)外(wài),為減少粉料與模壁的摩擦,還需(xū)添加1~2%的潤滑劑,如硬(yìng)脂酸,及粘結(jié)劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉體噴霧造粒(lì),其中(zhōng)引入聚乙烯醇作為粘(zhān)結劑。上海某研究(jiū)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,流動角摩擦溫度小於(yú)30℃。顆(kē)粒級配比理想等條(tiáo)件,以(yǐ)獲得較大素坯密度。 成型方法 氧化鋁陶瓷製(zhì)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(jìng)壓(yā)成型等多種方法(fǎ)。近幾年來國內外又(yòu)開發出壓(yā)濾成型、直接凝(níng)固注模(mó)成型、凝膠注成型(xíng)、離心注漿成型與固體自由成型等成型(xíng)技術方法(fǎ)。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:氧化鋁陶(táo)瓷幹(gàn)壓成(chéng)型(xíng)技術限於形狀單純且內壁厚(hòu)度超過1mm,長度與直徑之比不大於4∶1的物件。成型方(fāng)法有單軸向或雙向。壓機有液壓式、機械式兩種,可呈半(bàn)自動或全自動成型方式。壓機壓力為200Mpa。產量每分(fèn)鍾可達15~50件。由於液壓式壓(yā)機衝程壓力均勻,故在粉料充填有差異時壓製件高度不同。而機(jī)械式壓機施加壓力大小因粉(fěn)體充填多少(shǎo)而變化,易導致(zhì)燒結後尺寸收縮產生差異,影響產品質量。因此幹壓過程中粉體顆粒均(jun1)勻分布對模具充填非常(cháng)重要。充填量準確與否對(duì)製造的(de)氧化鋁陶瓷零件(jiàn)尺寸精度控(kòng)製影響很大(dà)。粉體顆粒以大於60μm、介於(yú)60~200目之(zhī)間可獲自由流動效果(guǒ),取得壓力成(chéng)型效果。 2、注漿成型(xíng)法:注漿成型是氧化(huà)鋁陶瓷使用早的成型方法。由於采用石膏模、成本低且易於成(chéng)型大尺寸、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(jì)介(jiè)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(nèi)。由於石膏模毛細管對水分的吸附,漿料(liào)遂固化在模內。空心注(zhù)漿時,在模壁吸附漿料達要求厚度時,還(hái)需將(jiāng)多餘漿料倒出。為減少坯體收縮(suō)量、應盡量(liàng)使用高濃度漿料(liào)。 氧(yǎng)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成雙(shuāng)電(diàn)層使(shǐ)料漿(jiāng)穩(wěn)定懸浮(fú)不沉澱。此外還需加入乙烯醇、甲基纖維(wéi)素、海(hǎi)藻酸胺等粘(zhān)結劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分散(sàn)劑(jì),目的均在於使漿料適(shì)宜注(zhù)漿成型操作。