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氧化鋁陶瓷是一種(zhǒng)以氧化鋁(lǚ)(Al2O3)為主體的陶瓷材料,用於厚膜集成電路。氧化鋁(lǚ)陶瓷有較好的傳(chuán)導性、機械強度和耐高溫性(xìng)。需要注意(yì)的是需(xū)用超聲波進行洗滌。氧化鋁陶瓷(cí)是(shì)一種(zhǒng)用(yòng)途廣泛的陶瓷,因為其優越的性能,在現代社會的應用已經越來越廣泛,滿足於日用和特殊性能的需要(yào)。
氧化鋁陶瓷分為(wéi)高純型與普通型兩種。 高純型氧化鋁陶(táo)瓷係Al2O3含量在99.9%以上(shàng)的陶瓷材料,由於其燒結溫度高達1650—1990℃,透射波長為1~6μm,一般製成熔融玻璃以取(qǔ)代鉑坩堝;利(lì)用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管;在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣(yuán)材(cái)料。 普通型氧化鋁陶(táo)瓷係按Al2O3含量不同分為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(pǔ)通氧化鋁陶瓷係列。其中99氧化鋁瓷材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、陶瓷密封件及水閥片等;95氧(yǎng)化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件;85瓷(cí)中(zhōng)由於常摻入部分滑石,提高了電(diàn)性能與機械(xiè)強度,可與鉬、铌、鉭等金屬封接,有的用作電真空裝置器件(jiàn)。
粉體製(zhì)備 將入廠的氧(yǎng)化鋁粉按照不同(tóng)的(de)產品要求與不同(tóng)成(chéng)型工藝製備成粉體材料。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)且使(shǐ)其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型(xíng)時,粉料中需引入粘結劑與(yǔ)可(kě)塑劑,一(yī)般(bān)為重量比在10-30%的熱塑性塑膠或樹脂有(yǒu)機粘結劑應與(yǔ)氧化鋁粉體在150-200溫(wēn)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(qiú),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(gāo)粉體流(liú)動性便於成型中自動充填模壁。此外,為減少(shǎo)粉料(liào)與模壁的摩擦,還需添加1~2%的潤滑劑(jì),如硬脂酸,及粘結(jié)劑PVA。 欲幹壓成(chéng)型時需對粉(fěn)體噴霧造粒(lì),其(qí)中引入聚乙烯(xī)醇作為(wéi)粘結劑。上海某研究所開(kāi)發(fā)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(tǐ)必須具(jù)備流動性好、密度(dù)鬆散,流動角摩擦(cā)溫度小於30℃。顆粒級(jí)配比理想等條件,以獲得較大素坯密度(dù)。 成型(xíng)方法 氧(yǎng)化(huà)鋁陶瓷製品成型方法有幹壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注射、流延、熱(rè)壓與熱(rè)等靜壓成型等多種方法。近幾年來國內外又開發出(chū)壓濾成(chéng)型(xíng)、直接凝固注模成型、凝膠注成型、離心注(zhù)漿成型與固體(tǐ)自由(yóu)成(chéng)型等成型技術方法。不同的(de)產品形狀、尺寸、複雜造(zào)型與精度的產品(pǐn)需要不同的成型方(fāng)法。 常用成型介紹: 1、幹壓成型:氧化鋁陶瓷幹壓(yā)成(chéng)型技術限於形狀單純且內壁厚度超過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,可呈半自動或全自動成型方(fāng)式。壓(yā)機壓力為200Mpa。產量每分鍾可達15~50件。由(yóu)於液壓式壓機衝程壓力均勻(yún),故在粉料充填有差異時壓製(zhì)件高度不同。而機械式壓機施(shī)加壓力大小因粉體充填多少而(ér)變化,易導(dǎo)致燒結(jié)後尺寸收縮產生差異(yì),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(chōng)填非常重要。充填量準確與否對製造的氧化鋁陶瓷零(líng)件尺寸精度控(kòng)製影響很大。粉體顆粒以大於60μm、介於(yú)60~200目之間可獲自由流動效果,取得壓力(lì)成型效果。 2、注漿成型法:注漿成型是氧(yǎng)化鋁陶瓷使用早的(de)成型方法。由(yóu)於采用石膏模、成本低且易於成型大尺(chǐ)寸、外形複雜(zá)的部件。注漿成型的關鍵是氧化鋁(lǚ)漿料的製備。通(tōng)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(máo)細管(guǎn)對水分(fèn)的吸附,漿(jiāng)料(liào)遂固化在模內(nèi)。空心注漿時,在模壁吸附漿料達要求厚(hòu)度時,還需將多餘(yú)漿料倒出。為減少坯體收縮量、應盡量使用高濃度漿(jiāng)料。 氧(yǎng)化(huà)鋁(lǚ)陶瓷漿(jiāng)料中還需加入有機添加劑以使(shǐ)料漿顆粒表麵形成雙電層(céng)使料(liào)漿穩(wěn)定懸浮不(bú)沉澱。此外還需(xū)加入乙烯醇(chún)、甲基(jī)纖維素、海藻酸胺等(děng)粘結劑及(jí)聚丙烯胺、阿拉伯樹膠(jiāo)等分散劑,目的均在於使漿(jiāng)料適宜(yí)注(zhù)漿成型操作。