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氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶(táo)瓷材料(liào),用於厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有(yǒu)較好的傳導性、機械強度和(hé)耐高溫性。需要注意的是需用超聲波(bō)進行洗滌。氧(yǎng)化鋁陶瓷是一(yī)種用途廣泛的陶瓷,因為其優越的性能,在現代社會的應用已經越來(lái)越廣(guǎng)泛(fàn),滿足於日用和特殊性能的需要。
氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。 高(gāo)純型氧化鋁陶瓷係Al2O3含量在99.9%以(yǐ)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(zhì)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鈉燈管;在電子工業中可用(yòng)作集成電(diàn)路(lù)基板與高頻絕緣材料。 普通型氧化(huà)鋁陶瓷係按Al2O3含量(liàng)不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種,有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧(yǎng)化鋁陶瓷係(xì)列。其(qí)中99氧化鋁瓷材料用(yòng)於製作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨(mó)材料,如陶(táo)瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等(děng);95氧化鋁瓷主要用(yòng)作耐腐蝕、耐磨部件;85瓷中由於常摻入部分滑石(shí),提高(gāo)了電性能與機械強度,可與鉬、铌、鉭等金屬封接,有的用作(zuò)電真空(kōng)裝置器件。
粉體製備(bèi) 將入廠的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不(bú)同成(chéng)型工藝製備(bèi)成粉體材料。粉體(tǐ)粒度在1μm以下,若製造(zào)高(gāo)純氧化鋁陶瓷製(zhì)品除氧化(huà)鋁純度(dù)在99.99%外,還需超(chāo)細粉碎且使其粒(lì)徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時,粉料中需引(yǐn)入粘(zhān)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鋁粉(fěn)體在150-200溫度下均勻混合,以利(lì)於成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加(jiā)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(lì)於(yú)提高粉體流動性便於成型中(zhōng)自(zì)動充填(tián)模壁。此(cǐ)外,為減少粉料與(yǔ)模壁的摩擦,還需添加1~2%的(de)潤滑劑,如(rú)硬(yìng)脂酸,及粘結劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉體噴霧造粒,其(qí)中引入聚乙烯醇作為粘結劑(jì)。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(xià)有很好的流動性。噴霧造粒後的粉體具備流動性好(hǎo)、密度鬆散,流動角摩擦溫度小於(yú)30℃。顆粒級配比理想等條件,以獲得較大素坯密度。 成型方法 氧化(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、熱壓與(yǔ)熱等靜壓成型等多(duō)種方法。近幾年來國內外(wài)又開發出壓濾成型、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(yǔ)精度的產品需要不同的成型方法(fǎ)。 常用(yòng)成型介紹: 1、幹壓成(chéng)型:氧化鋁陶瓷幹壓成型技術限於形狀單純且內壁厚度超過(guò)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(yā)機有液壓式、機械(xiè)式兩種,可呈半自動(dòng)或全自動成型方式。壓機壓力(lì)為200Mpa。產量(liàng)每分鍾可(kě)達15~50件。由於液壓式壓機衝程壓力均勻,故在粉料充填有差異時壓製件高度不同。而機械式壓機施加壓力大小因粉體充填多少而變化(huà),易導致燒結後(hòu)尺寸收縮產生差異(yì),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(yǎng)化鋁陶瓷零件尺寸精度控製影響很大。粉體顆粒以大於60μm、介於60~200目(mù)之間可獲自由流動效果,取得壓力成型(xíng)效果。 2、注漿成(chéng)型(xíng)法:注漿成型是氧化鋁陶瓷使用早的成型方法。由於采(cǎi)用石膏模、成本低且易於成型大尺寸(cùn)、外(wài)形複雜的部件。注漿成型的關鍵是氧化鋁漿(jiāng)料的製備。通(tōng)常以水為熔劑介(jiè)質,再加入(rù)解膠劑與粘結劑,充分研磨之後排氣,然後(hòu)倒注入石膏模(mó)內。由於石膏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(shí),還需將多餘漿料倒出。為減少坯(pī)體收縮量、應盡量使用高濃度漿料。 氧化(huà)鋁陶(táo)瓷漿料中(zhōng)還需加入有機添加劑以使料漿顆粒表麵形成雙電層使料漿穩定(dìng)懸浮不沉澱。此外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚(jù)丙烯胺、阿拉(lā)伯樹膠等分(fèn)散劑,目的均在於使漿料適宜注漿成型(xíng)操作。