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氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為(wéi)主體的陶瓷材(cái)料,用(yòng)於厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有(yǒu)較好的傳(chuán)導性、機械強度和耐高溫性。需要注意的是需用(yòng)超聲波進行洗(xǐ)滌。氧化鋁(lǚ)陶瓷是一種用途廣泛的陶瓷,因(yīn)為其優越的性能,在現代社會的應用已經越來越廣泛,滿足(zú)於(yú)日用和特殊性能的需要。
氧化鋁陶瓷分為高純型與(yǔ)普(pǔ)通型兩種。 高純型氧化鋁陶瓷係Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由於其燒結溫度高(gāo)達1650—1990℃,透射波長為1~6μm,一(yī)般(bān)製成熔融玻璃以取代鉑坩堝;利(lì)用其透光性及可耐堿金屬腐(fǔ)蝕性(xìng)用作鈉燈管(guǎn);在電子工業中可用(yòng)作集成電路(lù)基板與高頻絕(jué)緣材料。 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(zhǒng),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(nài)火爐管及特殊耐(nài)磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等(děng);95氧化鋁瓷主要用(yòng)作耐腐蝕(shí)、耐磨部件;85瓷中由於常摻入(rù)部分滑(huá)石,提高了電性能與機械強度,可與鉬、铌、鉭等金屬封接,有的用作電真空裝置器件(jiàn)。
粉體製備 將(jiāng)入廠的氧化鋁(lǚ)粉按照不同的產品要求與不同成型工藝製備成粉體材料。粉體粒度在1μm以下(xià),若製造高純氧化鋁陶瓷製品除氧化(huà)鋁純(chún)度在(zài)99.99%外,還需超細粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成(chéng)型或注射成型時,粉料中需引入粘結劑(jì)與可塑劑,一般(bān)為重量比在10-30%的熱塑性塑膠或樹脂(zhī)有(yǒu)機粘結劑應與氧(yǎng)化鋁粉體在150-200溫度下均勻混合,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(jì)。若(ruò)采用半自動或全自動幹壓成型,對粉體有特別的工藝(yì)要求,需要采用噴霧造粒法對粉體進行處理、使其呈(chéng)現(xiàn)圓球狀,以利於提高粉體流動性便於(yú)成(chéng)型中自動(dòng)充填模壁。此外(wài),為減少粉料與模壁(bì)的摩擦,還需添加1~2%的潤滑(huá)劑,如硬脂酸,及粘(zhān)結劑PVA。 欲幹壓成型(xíng)時需對粉體噴霧造粒,其中引入聚乙烯醇作為粘結劑。上海某研究(jiū)所開發一種(zhǒng)水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒(lì)的粘結劑,在加(jiā)熱情況下有很(hěn)好的流動性。噴霧造粒(lì)後的粉體必須具備流動性好、密度鬆散,流動角摩擦(cā)溫度小於30℃。顆粒(lì)級配(pèi)比理想等條件,以獲得較大素坯密度(dù)。 成(chéng)型方法 氧化鋁陶瓷製品成型方法有幹壓、注(zhù)漿、擠壓、冷等靜(jìng)壓、注(zhù)射、流延、熱壓與熱等靜壓(yā)成型等多種方法(fǎ)。近幾年來國內外又開(kāi)發出(chū)壓濾成型、直接(jiē)凝固注模成型、凝膠注成型、離心注漿成型與固體自由成型等成型技術方法。不(bú)同的產品形狀、尺寸、複(fù)雜造型與精度的產品需要不同的(de)成(chéng)型方法。 常用成型介(jiè)紹: 1、幹壓成型(xíng):氧化鋁陶(táo)瓷幹壓成型技術限於形狀單純且內壁厚度超(chāo)過1mm,長度與直徑之比不大於4∶1的物件。成(chéng)型方法有單(dān)軸向或雙(shuāng)向。壓機有液壓式、機械(xiè)式(shì)兩種,可呈半自動或全自動成型方式(shì)。壓機壓力為200Mpa。產量每分鍾可達15~50件。由於液壓式壓機衝程壓力均勻(yún),故(gù)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,易導致燒結後尺寸收縮產(chǎn)生差異,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填(tián)非常重(chóng)要。充填(tián)量準確與否對製造的氧化鋁陶(táo)瓷零件尺寸精度控製影響很大。粉體顆粒以大於60μm、介(jiè)於60~200目之間可獲自由流動效果,取(qǔ)得壓力成型(xíng)效果。 2、注漿成型法:注(zhù)漿成型是氧化鋁陶瓷使用早的成型方法(fǎ)。由於采用石膏模(mó)、成(chéng)本低且易於成(chéng)型大尺寸、外形(xíng)複雜的部件。注漿(jiāng)成型的關鍵是氧化鋁漿料的製備。通常(cháng)以(yǐ)水(shuǐ)為熔(róng)劑介質,再加入解膠劑與粘結劑,充分(fèn)研磨之後排氣,然後倒注入石膏(gāo)模內。由於石膏模毛細(xì)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(dá)要(yào)求厚度時(shí),還需將(jiāng)多餘漿料倒出。為減少坯體收(shōu)縮量、應盡量(liàng)使(shǐ)用高濃度漿料。 氧化鋁(lǚ)陶瓷漿料中還需加入有機(jī)添加劑以使料漿顆粒表麵(miàn)形成雙電層使料漿穩定懸浮不沉(chén)澱。此外還需加入乙烯醇、甲(jiǎ)基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚(jù)丙(bǐng)烯胺、阿拉伯樹(shù)膠(jiāo)等分散劑(jì),目的均在(zài)於使漿料適宜注漿成型操作。