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氧化鋁陶瓷是一(yī)種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料,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(xū)要注意的是需用超聲波進行(háng)洗滌(dí)。氧化鋁陶瓷是一種用途(tú)廣泛的陶瓷,因為其優越(yuè)的性能,在(zài)現代社會的(de)應用已經越來越廣泛,滿足於日用和(hé)特殊性能的需要。
氧化鋁陶瓷分為高(gāo)純型與普(pǔ)通型兩種。 高純型氧化(huà)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℃,透射波長為1~6μm,一般製成熔融玻璃以取代鉑(bó)坩堝;利用其透光(guāng)性(xìng)及可耐堿金屬腐蝕性(xìng)用(yòng)作鈉燈管;在電(diàn)子工業中可用作集成電路基板與(yǔ)高頻(pín)絕緣材料。 普通(tōng)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(jí)特殊(shū)耐磨材料,如(rú)陶瓷軸承、陶瓷密封件及水(shuǐ)閥(fá)片等;95氧化(huà)鋁瓷主要用作耐(nài)腐蝕、耐磨部件;85瓷中由於常摻入部分滑石,提高了(le)電性能與機械強度,可與鉬、铌、鉭等金屬封接,有的用作電(diàn)真空裝(zhuāng)置器件。
粉體製備 將入廠(chǎng)的氧化鋁(lǚ)粉按照(zhào)不同的(de)產品要求與不同成(chéng)型工(gōng)藝製(zhì)備成粉體材料。粉體粒度在1μm以下,若(ruò)製造高純氧化鋁陶瓷製(zhì)品除氧化鋁純度在99.99%外(wài),還需超細粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成(chéng)型時,粉料(liào)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(sù)膠或樹(shù)脂有機(jī)粘結劑應與氧化鋁(lǚ)粉體在150-200溫度下均勻混(hún)合,以利於成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體(tǐ)原料(liào)則不需加入粘結劑。若采用半自動或全自動(dòng)幹(gàn)壓成型,對粉體(tǐ)有特別的工藝(yì)要求,需要采用噴霧造粒法對粉體進(jìn)行處理、使其呈現圓球(qiú)狀,以(yǐ)利於提高粉(fěn)體流動性便於(yú)成型中自動充填模壁。此外,為減少粉(fěn)料(liào)與模壁的摩擦,還需添加1~2%的潤(rùn)滑劑(jì),如硬脂酸,及粘結劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉(fěn)體(tǐ)噴霧造粒(lì),其中引入聚乙烯(xī)醇作(zuò)為粘結劑。上海某研究(jiū)所開發一種水溶性石蠟用作Al203噴霧(wù)造粒的粘結劑,在加熱(rè)情況下有很好的流動性(xìng)。噴霧造粒後的粉(fěn)體必須具備流動性好、密度鬆散,流動角(jiǎo)摩(mó)擦溫度小於30℃。顆粒級配比(bǐ)理想等條件,以獲得(dé)較大素坯密度。 成(chéng)型方法 氧化鋁陶瓷製品成型方法有幹壓、注漿、擠壓、冷等靜壓、注(zhù)射、流延、熱壓(yā)與熱等靜(jìng)壓成型等多(duō)種方法。近(jìn)幾年來國內(nèi)外又開發出壓濾成型(xíng)、直接凝固注模成型、凝膠注成型(xíng)、離心注漿成(chéng)型與固體自由成型等成型技術方法。不同的產品形(xíng)狀、尺寸、複雜造型與精度的(de)產品需要不同的(de)成型方法。 常(cháng)用成型介紹: 1、幹壓成型(xíng):氧化(huà)鋁陶(táo)瓷幹壓成型技術限於形狀單純且內壁厚(hòu)度超過1mm,長度與直徑之(zhī)比不大於4∶1的物件(jiàn)。成型方法有單軸向或雙(shuāng)向。壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種,可呈半自動或全自動成型方式。壓機壓力為200Mpa。產量每分(fèn)鍾(zhōng)可達(dá)15~50件。由於液壓(yā)式(shì)壓機衝程壓力(lì)均勻,故在粉料充填有差異時壓製件高度(dù)不同。而機械式壓機施加壓力大小(xiǎo)因粉體(tǐ)充填多少而變化,易導致燒結後尺寸收縮(suō)產生差(chà)異,影響產品質量。因此幹壓過(guò)程中粉體顆粒均勻分布對模具充填非常重要。充(chōng)填量(liàng)準確與(yǔ)否(fǒu)對製造(zào)的氧化(huà)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瓷使用早的成型方法。由於采用石膏模、成本低且易於成型大尺寸、外形複(fù)雜的(de)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(jì),充分(fèn)研(yán)磨(mó)之後排氣,然(rán)後倒注入石膏模內。由於石膏模毛細(xì)管對水分的吸(xī)附,漿料遂固化在模內。空心注漿時,在模壁吸(xī)附漿料達要求厚度時(shí),還需將多餘漿(jiāng)料倒出。為減少(shǎo)坯體收縮量、應盡量使用高濃度漿料。 氧化鋁陶瓷漿料中還需加入(rù)有機添加劑以使料漿顆粒表麵形成雙電層(céng)使料漿穩定懸浮不(bú)沉(chén)澱。此(cǐ)外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分散劑,目的均在於使(shǐ)漿料適宜注漿成(chéng)型操作。