ПЕЧАТНАЯ PCB - Внедрение технологии литья под давлением керамики из оксида алюминия

Глиноземная керамика также известна как прецизионная керамика, специальная керамика или высокотехнологичная керамика. Это керамика, в которой используется тщательно отобранное сырье и которая производится в соответствии со специальными технологиями производства, позволяющими точно контролировать химический состав и обладающими отличными эксплуатационными характеристиками. В настоящее время глиноземная керамика в основном используется в высокотехнологичных и сложных отраслях промышленности, таких как микроэлектроника, ядерные реакторы, аэрокосмическая промышленность, магнитореологическая энергетика, искусственные кости и суставы.

С точки зрения технологии производства, глиноземная керамика должна соответствовать следующим трем требованиям.

① Выбранное сырье должно быть высокой чистоты, а частицы должны быть как можно более мелкими;

② Строгий контроль химического состава.В процессе производства необходимо предотвращать смешивание и улетучивание примесей из самих компонентов, а размер частиц, поверхность раздела и пористость спеченных деталей должны строго контролироваться для достижения стабильного качества и воспроизводимости результатов.;

③ Точная форма и размер. Детали из глиноземокерамики, как правило, не обрабатываются и не используются напрямую, особенно в керамических электронных устройствах, требующих более высокой точности.

Керамика из глинозема и обычная керамика сильно отличаются друг от друга по составу и технологии изготовления.Обычная керамика состоит из трех этапов: подготовки сырья, формования заготовки и обжига в печи; большая часть керамики из глинозема изготавливается методом порошкового спекания.В технологии формования, из-за чрезвычайно высокой твердости керамики, ее трудно резать и обрабатывать, особенно для сложных форм неконтрастных изделий, таких как автомобильные двигатели в роторе нагнетателя, кости, зубы и так далее.

Керамические печатные платы из оксида алюминия

1.Оборудование для литья керамики из глинозема под давлением

Машина для литья под давлением обычно состоит из устройства для пластификации (или инжекционного устройства).Устройства для закрывания формы. Гидравлического устройства и электронного устройства.Устройства управления мощностью.В зависимости от внутренней конструкции пластифицирующего устройства его можно разделить на плунжерное и параллельное пропеллерное.В последние годы считается, что последнее имеет больше преимуществ.

Машина для литья под давлением состоит из электронного блока.В машине для литья под давлением в качестве центрального элемента используется электронное устройство управления мощностью, которое приводит в действие гидравлическое устройство и в то же время обеспечивает последовательную работу устройства для пластификации и устройства для закрывания формы. Устройство для закрывания формы работает последовательно. Его рабочая программа заключается в подаче керамического сырья из воронки в цилиндр, одновременно сырье поступает в торец цилиндра для расплавления и перемешивания через торец цилиндра. Перемешивая, через цилиндрический конец форсунки впрыскивают металл в полость формы для получения заготовок.Передовая зарубежная система управления с использованием экранной индикаторной трубки (например, с использованием осциллографа. Плазма. Электролюминесцентный. Жидкокристаллический), а также дизайн графических консольных трубопроводов или комбинация двух композитных консольных трубопроводов.

Материалы пресс-форм, как правило, отличаются высокой чистотой.Износостойкость.Легированная сталь с отличной коррозионной стойкостью.Конструкция пресс-формы должна соответствовать характеристикам текучести керамико-полимерной системы. Чтобы уменьшить усадку формовочного корпуса и избежать попадания воздуха из формы в формовочный корпус, необходимо контролировать выход из формы. При приготовлении кольцеобразных изделий на противоположной стороне гриля образуются линии расплавления, поэтому также следует обратить внимание на положение гриля. Чтобы оптимизировать условия впрыска, необходимо полагаться на температурный режим пресс-формы. Необходимо тщательно контролировать температуру баллона и т.д., а также датчики давления в пресс-форме. Кроме того, на пресс-форме должен быть охлаждающий бак для охлаждения и нагрева. Использование терморегулятора для поддержания постоянной температуры пресс-формы позволяет повысить точность формования изделия. Поскольку в качестве сырья используется много органических материалов, обезжиривание без образования нагара также является важной задачей, чтобы не вызвать термических трещин в заготовках.

2. Процесс производства глиноземной керамики

Принцип литья керамики под давлением в основном такой же, как и пластмасс.Только в пластик добавляется большое количество керамического порошка.Чтобы улучшить условия литья под давлением, необходимо выбирать органические материалы, соответствующие используемому сырью, и выбирать количество добавляемого материала.Для получения плотной и однородной массы для литья под давлением концентрация керамического порошка должна быть высокой.Однако слишком высокая концентрация может ухудшить качество формования.Вязкость полимерной системы с диспергатором следует снизить, чтобы улучшить качество формования. текучесть заготовки для смешивания.Поскольку предварительная обработка очень важна для улучшения дисперсности керамического порошка, для улучшения текучести полимера необходимо добавить соответствующий пластификатор и смазку.

Крупность керамического сырья обычно составляет 1 мкм, после достаточного перемешивания добавьте связующее (или добавки).Перемешивание.

В процессе смешивания керамический порошок увлажняется и покрывается связующим веществом, и все это превращается в однородную массу перед литьем под давлением.И нуждается в охлаждении.Сушка.После дробления частицы пригодны для подачи в воронку литьевой машины.

3. Есть четыре научных и технологических аспекта, которые следует учитывать во всем процессе.

3.1. Текучесть сырья

Керамические частицы, используемые при литье под давлением, обычно состоят на 80-90% (важное соотношение приведено ниже) из порошка и на 10-20% из связующего.Связующее вещество удаляется в процессе обезжиривания, поэтому рекомендуется добавлять минимальное количество античных продуктов, но следует учитывать, что при недостаточном количестве это отрицательно скажется на эффекте формования.Кроме того, чем меньше размер керамических частиц, тем меньше их подвижность.Чем больше форма отличается от сферической, тем хуже она получается. Поэтому текучесть следует проверять как можно более простым методом.

3.2. Дефекты, связанные с условиями формования

При неправильных условиях формования могут возникнуть различные дефекты.Наиболее важным из них является проволока, сваренная плавлением, которая, как правило, образуется, если в формованном изделии имеются сквозные или глухие отверстия. В этом случае необходимо обратить внимание на конструкцию формы, особенно на тип отверстий. Позиция. Размер и количество. В то же время следует обращать внимание на баланс между температурой впрыска и скоростью литья под давлением.

Кроме того, во избежание появления шероховатостей на поверхности. Трещины. Длинные полосы. Дефекты, такие как деформация.В случае сложного формования в машину для литья под давлением можно установить самонастраивающийся контроллер для точного контроля.

3.3. Обезжиривание

Этот процесс также называется удалением клея, обычно скорость нагрева составляет 3 ~ 5 ℃ / b, около 5 ~ 10 дней, но когда он проводится в защитной атмосфере под давлением 0,5 МПа, обезжиривание может быть завершено через 40 часов.

3.4.Спекание глиноземной керамики

Тепловые и другие параметры могут быть определены в зависимости от типа керамики.Линейная усадка при спекании составляет около 15-20%. При работе со сложными формами или толстыми стенками в процессе спекания легко образуются трещины, и следует соблюдать осторожность, чтобы предотвратить их появление.

4.Глиноземные керамические добавки

Это один из наиболее важных вопросов в технологии литья под давлением.Различные методы формования требуют различных свойств присадок.Например, для литья под давлением требуется обезжиривание. Текучесть. Растворимость в геле. Сила. Усадка; Экструзия требует пластичности. Растворимость в геле. Сила. Смазка холодное изостатическое прессование (формование резины) для смазки. Гранулирование.Прочность; Механическое сжатие требует смазывающей способности и зернистости. Сила. Выпуск пресс-формы и т.д. В то же время для разных изделий следует использовать разные клеи.

Керамические печатные платы из оксида алюминия

5. Требования к добавкам для технологии литья под давлением следующие.

5.1. Растворимость в геле: Предпочтительно использовать как можно меньше добавок для всех типов способов формования, и можно использовать неклеящиеся (растворимые в геле) добавки, что выгодно для сокращения производственного цикла и стоимости продукта. Это особенно полезно для последующего удаления адгезивов.

5.2. Текучесть: При литье под давлением требуется текучесть под высоким давлением.Использование связующих на основе смол дает хорошие результаты при впрыске, поскольку при использовании связующих на основе смол следует соблюдать осторожность для поддержания вязкости и вводить медленно.

5.3.Расширение и усадка: Поскольку при литье под давлением используется большое количество связующего, это приводит к большой усадке заготовки, что влияет на точность размеров и геометрию, а также приводит к образованию воздушных отверстий. В этом случае вы можете выбрать разновидность парафина для расширения - усадки небольших веществ в качестве добавок.Этот вид материала обладает меньшим эффектом расширения - усадки, чем канифоль и другие аморфные материалы.

Еще в 1950-х годах Япония использовала технологию литья под давлением из керамики A12O3 в качестве свечей зажигания для двигателей внутреннего сгорания. С тех пор она используется в производстве мелких и сложных деталей. В последние годы люди активно занимаются различными термостойкими деталями. Износостойкие детали являются результатом научных разработок, например, головка турбины дизельного двигателя была керамизирована, изготовлена с использованием технологии литья под давлением.

Сообщается, что Институт производственных технологий Токийского университета, Япония, успешно протестировал "метод холодного литья под давлением" с использованием только воды.Этот метод использует текучесть и замораживающие свойства воды для отверждения и демонтажа керамики. Форму, охлажденную до температуры от -5 до 10°C, заполняют заготовкой при температуре примерно от 0 до 5°C, и во время заполнения внутренняя стенка заготовки застывает, и заготовку вынимают из формы, когда она наберет прочность, необходимую для извлечения из формы. Поскольку нет необходимости использовать большое количество органических добавок, как описано выше, и нет необходимости в длительном процессе обезжиривания, можно значительно сократить время производства, тем самым снижая затраты. Это создает благоприятные условия для увеличения производительности.

6.Процесс упрочнения глиноземной керамики

Чтобы упрочнить глиноземную керамику и значительно повысить ее механическую прочность, за рубежом был внедрен новый способ упрочнения глиноземной керамики. Этот процесс является новым и простым, а применяемые технологические средства заключаются в нанесении электронно-лучевого вакуумного покрытия, вакуумного напыления или вакуумного напыления на поверхность глиноземной керамики. Покрытие напылением в вакууме или методом химического осаждения из паровой фазы, покрытое слоем пленки из кремниевого компаунда, подвергается термообработке при температуре 1200 ℃ ~ 1580 ℃, так что керамика из оксида алюминия становится более прочной. Механическая прочность армированной глиноземной керамики на исходной основе может быть значительно увеличена, и может быть получена глиноземная керамика со сверхвысокой прочностью.

7.Способ модификации глиноземной керамики с нанодобавками 

Керамика из оксида алюминия обладает высокой механической прочностью, твердостью и удельным сопротивлением. Твердость и удельное сопротивление. Хорошая электрическая изоляция и отличная химическая стойкость.Однако она хрупкая и плохо переносит перепады температур. Благодаря добавлению наноматериалов в глиноземную керамику достигается цель улучшения и усиления комплексных эксплуатационных характеристик изделий.