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氧化鋁陶瓷是一種以氧化(huà)鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材(cái)料,用於厚膜集成電路。氧化(huà)鋁陶瓷有(yǒu)較好的傳導性、機械強度(dù)和耐高溫性。需要注意的(de)是需用超聲波進行洗滌。氧化鋁(lǚ)陶瓷是(shì)一種(zhǒng)用途廣泛的陶瓷,因為其優越的性(xìng)能,在現代社會(huì)的應(yīng)用已經越來越廣泛,滿(mǎn)足於日用和特(tè)殊性能的需要。
氧(yǎng)化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種(zhǒng)。 高純型氧化鋁(lǚ)陶(táo)瓷係(xì)Al2O3含量(liàng)在99.9%以上的陶瓷材料,由於其燒結溫度高達1650—1990℃,透射波長(zhǎng)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;在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣(yuán)材料。 普通型氧(yǎng)化鋁陶瓷係按Al2O3含(hán)量不同分為99瓷、95瓷(cí)、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、耐火爐管及特殊耐(nài)磨材料,如(rú)陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等;95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、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(xiè)強度,可與鉬、铌、鉭等金屬封(fēng)接,有的用作電真空裝置(zhì)器件。
粉體製備 將入廠的氧化鋁粉按照不同的產品要求與不同成型工藝製備成粉體(tǐ)材料。粉體粒度在1μm以下,若製造(zào)高純氧化鋁陶瓷製品除氧化鋁純度在99.99%外,還需(xū)超細(xì)粉碎且(qiě)使其粒徑分布均勻。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(yǎng)化鋁粉體(tǐ)在150-200溫度下(xià)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(ruò)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,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)於提高粉體流(liú)動性(xìng)便於成型中自動充填模壁。此外,為(wéi)減少粉料與模壁的摩擦,還需添加1~2%的潤(rùn)滑劑,如硬(yìng)脂酸,及粘結劑PVA。 欲幹壓成型時需對粉體噴霧造粒,其中引入聚乙烯醇作為粘結劑。上海某研究所開發一種水溶性石蠟用作Al203噴霧造粒(lì)的(de)粘結劑,在加熱情況下有很好的流動性。噴霧造(zào)粒後的粉體必(bì)須具備流動性好、密度(dù)鬆散,流動角摩(mó)擦溫度小於30℃。顆粒級(jí)配比理想等條件,以獲得(dé)較(jiào)大素坯密度。 成型方法 氧化鋁陶瓷製品成型方法(fǎ)有幹壓、注漿、擠壓、冷等(děng)靜壓、注射、流延、熱壓與熱等靜壓成型等多種方法。近幾年來國內外又開(kāi)發(fā)出壓濾成型、直接凝固注模成型、凝(níng)膠注成型、離心注漿成型(xíng)與固體自由成型等成型技術方法。不同的產品形狀、尺寸(cùn)、複雜造(zào)型與精度的(de)產品需要不同的成型方法。 常用成型介紹: 1、幹壓成型:氧化鋁(lǚ)陶瓷幹壓成型技術限於形(xíng)狀(zhuàng)單純且內壁厚度超過1mm,長度與直徑之比不大於4∶1的物件。成型方法有單軸向(xiàng)或雙向。壓機有液壓式、機械(xiè)式兩種,可呈半自動或全自動成型方式。壓機壓力(lì)為200Mpa。產量每分鍾可達15~50件。由於液壓(yā)式壓機衝程壓力均勻,故在粉料充(chōng)填有差異時壓製件高度不同。而機(jī)械式壓(yā)機施(shī)加壓力大小因粉(fěn)體(tǐ)充填多少而變化,易(yì)導致燒結後尺寸收縮產生差異,影響(xiǎng)產品質量。因(yīn)此幹壓過程中粉體顆粒均(jun1)勻分布對模具充填非常重要。充填量準確(què)與否對製造的氧化(huà)鋁陶瓷零(líng)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(zhī)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(cí)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、外形複雜的部件。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(zhān)結劑,充分研(yán)磨之後(hòu)排氣,然後(hòu)倒(dǎo)注入石(shí)膏模內。由於石膏模毛細管對水分的吸附,漿(jiāng)料(liào)遂(suí)固化在模內。空心注漿時,在模壁吸附漿(jiāng)料達要求厚度時,還需將多餘漿料倒出。為(wéi)減少坯體收縮量、應盡量使用高濃度漿料。 氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有機添加劑以使(shǐ)料漿顆粒表麵形成雙電層使料漿穩(wěn)定懸浮不沉澱。此外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚丙(bǐng)烯(xī)胺、阿拉(lā)伯樹膠等分散劑,目的均(jun1)在於使漿料適宜注漿成型操作。