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氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料,用于(yú)厚膜(mó)集成电路。氧化铝陶瓷有较好的(de)传导性、机械强度和耐高温性。需要注(zhù)意的是需用超声波进行洗(xǐ)涤。氧化铝陶瓷是一种用(yòng)途广泛的陶瓷,因为其优越的性(xìng)能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特(tè)殊性能的需要。
氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。 高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在(zài)99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以(yǐ)取(qǔ)代铂坩埚;利用其透光性及可(kě)耐碱金属(shǔ)腐蚀(shí)性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板(bǎn)与高频绝缘材料。 普通型(xíng)氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧(yǎng)化铝瓷(cí)材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷(cí)轴承、陶瓷密封件及水(shuǐ)阀片等(děng);95氧化铝瓷主要(yào)用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺(chān)入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封(fēng)接,有的用作电真空装置器件。
粉(fěn)体制备 将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉(fěn)体材料。粉(fěn)体粒度在1μm以下,若制造高纯氧化铝陶瓷(cí)制(zhì)品除(chú)氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使(shǐ)其粒径分布均(jun1)匀。采(cǎi)用挤压成型或注射成型时,粉(fěn)料中需引(yǐn)入粘结剂与可塑剂(jì),一般(bān)为重量比在10-30%的热塑性塑胶或树脂有(yǒu)机粘结剂应与氧化(huà)铝粉体(tǐ)在150-200温度下均匀混合(hé),以(yǐ)利(lì)于成型操作。采用热压工艺成型的(de)粉体(tǐ)原料则不需加入(rù)粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性(xìng)便于成型中自动充填模壁。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂(jì),如硬脂酸,及粘结(jié)剂PVA。 欲干压成型时需对粉体喷雾造(zào)粒,其中引入聚乙(yǐ)烯(xī)醇作为粘结剂。上海某研究所开(kāi)发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有(yǒu)很好的流(liú)动性。喷雾造粒(lì)后的粉体具备流动性好、密度松散,流动角摩(mó)擦温(wēn)度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。 成型方法 氧化铝陶瓷制品成型方法有(yǒu)干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热(rè)压与热等静压成型等多种方法(fǎ)。近几年来国内外又开(kāi)发(fā)出压滤成型、直接凝固注模成(chéng)型、凝胶注成型、离心注(zhù)浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂(zá)造型与精度的产品需要不同(tóng)的成型方法(fǎ)。 常用成型介绍: 1、干压成(chéng)型:氧化铝陶瓷(cí)干压成型技术限(xiàn)于(yú)形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的(de)物件。成型方(fāng)法有单轴向(xiàng)或双向。压机(jī)有液压式、机械式(shì)两种,可呈半自动或全自(zì)动成型方(fāng)式。压机压力为(wéi)200Mpa。产(chǎn)量每分钟可达(dá)15~50件。由于液压式压(yā)机冲程压力均匀(yún),故在(zài)粉料充填有差异(yì)时压(yā)制(zhì)件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导(dǎo)致烧(shāo)结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填(tián)非常重要(yào)。充填量准确与否对制造的氧化铝陶(táo)瓷零件尺(chǐ)寸精度控制影响很(hěn)大。粉体颗粒以大(dà)于60μm、介于60~200目(mù)之间可获自由流动效果,取得(dé)压力成型效(xiào)果。 2、注浆成型法:注浆成型是氧化(huà)铝陶瓷使用早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通(tōng)常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结(jié)剂,充分研(yán)磨之后排气,然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的(de)吸附(fù),浆料遂(suí)固(gù)化在模内。空(kōng)心(xīn)注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。 氧化铝陶瓷浆料中还需加入有(yǒu)机添(tiān)加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆(jiāng)稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸(suān)胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树(shù)胶等分散剂(jì),目的均在于(yú)使(shǐ)浆料适宜注(zhù)浆成型操(cāo)作。