ПЕЧАТНАЯ PCB - Процесс изготовления глиноземной керамики

В настоящее время глиноземная керамика делится на два типа: высокочистую и обычную.

Глиноземистая керамика высокой чистоты - это керамические материалы с содержанием Al2O3 99,9% или более. Поскольку температура спекания достигает 1650-1990 °C, а длина волны пропускания составляет 1-6 мкм, их обычно изготавливают из плавленого стекла для замены платиновых тиглей: они используются в натриевых лампах из-за их светопропускания и стойкости к щелочной коррозии, а также в качестве подложек для микросхем и высокочастотных изоляционных материалов. материалы для электронной промышленности. В электронной промышленности он используется в качестве подложки для интегральных схем и высокочастотного изоляционного материала.

Обычная глиноземная керамика делится на керамику 99, 95, 90 и 85% в зависимости от содержания в ней Al2O3, и иногда керамика с содержанием Al2O3 80% или 75% также классифицируется как обычная глиноземная керамика. Среди них 99 глиноземокерамических материалов используются в высокотемпературных тиглях, огнеупорных печах и специальных износостойких материалах, таких как керамические подшипники, керамические уплотнения и водяные клапаны и т.д. 95 глиноземокерамика в основном используется в качестве коррозионностойких и износостойких деталей; керамика часто легируется частью талька, что улучшает электрические характеристики и механическую прочность, и может быть герметизирована молибденом, ниобием, танталом и т.д., а также использоваться в качестве электровакуумных устройств.

Получение керамического порошка на основе оксида алюминия

Керамические порошки из глинозема изготавливаются в соответствии с различными требованиями к продукту и различными технологиями формования. Крупность порошка составляет менее 1 мкм, и в дополнение к чистоте глинозема на 99,99%, для производства керамических изделий из глинозема высокой чистоты его необходимо измельчить сверхтонким способом и равномерно распределить по размеру частиц. При экструзионном формовании или литье под давлением в порошок следует вводить связующее и пластификатор, и, как правило, органическое связующее из термопластичного пластика или смолы в массовом соотношении 10-30% следует равномерно смешивать с порошком оксида алюминия при температуре 150-200 градусов Цельсия, чтобы облегчить процесс формования. Для порошковых материалов, формованных методом горячего прессования, добавление связующего не требуется. При использовании полуавтоматического или полностью автоматического формования сухим прессованием к порошку предъявляются особые технологические требования, и для обработки порошка и придания ему формы круглой сферы необходимо применять метод распыления гранул, что способствует повышению текучести порошка, так как что он может автоматически заполнять стенку формы в процессе формования. Кроме того, чтобы уменьшить трение между порошком и стенкой формы, необходимо также добавить 1-2% смазки, такой как стеариновая кислота и клей ПВА.

Для сухого прессования необходимо распылительное гранулирование порошка, в который в качестве связующего вводится поливиниловый спирт. В последние годы научно-исследовательский институт в Шанхае разработал водорастворимый парафин в качестве связующего для распыления Al2O3, который обладает хорошей текучестью при нагревании. Порошок после гранулирования распылением должен обладать хорошей текучестью, низкой плотностью, а температура трения при угле подачи должна составлять менее 30℃. Соотношение фракций идеально подходит для получения заготовки большей плотности.

Керамические печатные платы из оксида алюминия

Методы формования керамики из оксида алюминия

Керамические изделия из оксида алюминия могут быть изготовлены сухим прессованием, затиркой швов, экструзией, холодным изостатическим прессованием, литьем под давлением, горячим прессованием и горячим изостатическим прессованием под давлением. В последние годы в нашей стране и за рубежом также были разработаны такие технологические методы формования, как фильтрационное формование, литье под давлением с прямым отверждением, литье под давлением геля, центробежное литье под давлением и бесцветное формование. Различные формы, размеры, сложные формы и прецизионные изделия требуют различных методов формования.

Введение в процесс формования обычно используемой глиноземной керамики

1.Сухая формовка под давлением: Технология сухой формовки глиноземной керамики под давлением применима только для изделий простой формы с толщиной внутренней стенки более 1 мм и соотношением длины к диаметру не более 4:1. Существуют одноосевые или двухосевые методы формования. Существует два типа прессов: гидравлические и механические, которые могут быть полуавтоматическими или полностью автоматическими.Максимальное давление в прессе составляет 200 МПа, а производительность - 15-50 штук в минуту. Поскольку рабочее давление гидравлического пресса одинаковое, высота прессуемых деталей различается в зависимости от степени наполнения порошком. Механические прессы создают давление, которое изменяется в зависимости от количества порошка, что может привести к различиям в усадке после спекания и повлиять на качество продукции. Поэтому равномерное распределение частиц порошка в процессе сухого прессования очень важно для заполнения форм. Точное или неточное количество наполнителя оказывает большое влияние на контроль точности размеров изготавливаемых деталей из глиноземной керамики. Частицы порошка размером более 60 мкм, размером от 60 до 200 меш, могут обеспечить максимальный эффект свободной текучести для достижения наилучшего эффекта формования под давлением.

2. Способ формования суспензии: Формование суспензии является самым ранним методом формования глиноземной керамики. Поскольку используется гипсовая форма, стоимость его невелика, и из него легко изготавливать крупногабаритные и сложные детали. Ключом к формованию суспензии является приготовление глиноземной суспензии. Обычно в качестве расплавляющей среды используется вода, затем добавляются растворитель и связующее, которые тщательно размалываются и вентилируются, а затем заливаются в гипсовую форму. Благодаря адсорбции воды капиллярами гипсовой формы паста отверждается в форме. В случае затирки пустот необходимо вылить излишки пасты, когда адсорбированная паста достигнет необходимой толщины на стенках формы. Чтобы уменьшить усадку заготовки, следует использовать суспензию высокой концентрации, насколько это возможно.

Также необходимо добавлять органические добавки в глиноземную керамическую суспензию, чтобы поверхность частиц суспензии образовывала двухэлектрический слой, так что суспензия была стабильной в суспензии и не выпадала в осадок. Кроме того, необходимо добавить виниловый спирт, метилцеллюлозу, альгинатный амин и другие связующие, а также полипропиленовый амин, арабическую смолу и другие диспергаторы, чтобы сделать суспензию пригодной для литья под давлением.

3. Технология обжига глиноземной керамики.

Технологический метод уплотнения зернистых керамических заготовок с образованием твердого материала называется спеканием. Спекание - это процесс удаления пустот между частицами в теле, удаления небольшого количества газов и примесей и предоставления частицам возможности расти и соединяться друг с другом, образуя новый материал.

Наиболее широко используемым нагревательным устройством для спекания является электропечь. В дополнение к спеканию при атмосферном давлении, т.е. спеканию без давления, существует также горячее спекание под давлением и горячее изостатическое спекание под давлением. Хотя непрерывное спекание в горячем прессе увеличивает производительность, затраты на оборудование и пресс-формы слишком высоки, а длина изделия ограничена из-за осевого нагрева. При горячем изостатическом спекании в качестве среды для передачи давления используется газ высокой температуры и высокого давления, преимущество которого заключается в равномерном нагреве во всех направлениях и который очень подходит для спекания изделий сложной формы. Благодаря однородной структуре эффективность использования материала на 30-50% выше, чем при холодном прессовании. Это на 10-15% выше, чем при обычном горячем прессовании. В связи с этим некоторые изделия из глиноземистой керамики с высокой добавленной стоимостью или специальные детали, необходимые оборонной промышленности, такие как керамические подшипники, зеркала, ядерное топливо, оружейные стволы и т.д., теперь спекаются под горячим изостатическим давлением.

Кроме того, разрабатываются и исследуются технологии микроволнового спекания, плазменно-дугового спекания и самораспространяющегося спекания.

4.Процесс отделки и упаковки глиноземной керамики

Некоторые керамические материалы на основе глинозема требуют финишной обработки после спекания. Например, изделия, которые могут быть использованы в качестве искусственных костей, требуют высокой степени очистки поверхности, например зеркальной, для повышения смазывающей способности. Из-за высокой твердости глиноземистых керамических материалов для финишной обработки требуются более твердые абразивные материалы. Например, SiC, B4C или алмаз. Обычно для поэтапной шлифовки используются абразивы от крупного до мелкого помола, после чего поверхность полируется. Как правило, для шлифования и полировки можно использовать микропорошок Al2O3 или алмазную пасту размером менее 1 мкм. Кроме того, могут быть использованы лазерные и ультразвуковые методы шлифования и полировки. Некоторые детали из глиноземокерамики необходимо герметизировать другими материалами.