Analiza proizvodnega procesa naprednih keramičnih metaliziranih delov visoke čistosti iz aluminijevega oksida

Natančni napredni keramični metalizirani deli iz aluminijevega oksida visoke čistosti so natančni izdelki, izdelani z oblikovanjem in sintranjem prahu visoke-čistosti v keramično matriko visoke-gostote, nato pa površino prekrijejo s kovinsko pasto in jo drugič sintrajo, da se doseže močna vez med keramiko in kovino. Ti deli se pogosto uporabljajo v polprevodniški opremi, vakuumski elektroniki, medicinskih napravah in novih energetskih poljih. Sledi šest stopenj osnovnega proizvodnega procesa.

 

 

Izbran je ultrafini -Al₂O₃ prah s čistostjo 99,5 %~99,99 %, anorganske in organske nečistoče pa so odstranjene, da se prepreči mikrorazpoke in pore. Dodamo sledove sredstev za sintranje (kot sta magnezijev oksid in silicijev dioksid) in zmes nano-zmeljemo v organskem topilu. Nato se dodajo veziva in dispergatorji, mešanica pa se razprši-granulira, da dobimo prašek z dobro sipkostjo in enakomerno velikostjo delcev. Ta stopnja zagotavlja visoko{8}}kakovosten matrični material za kasnejšo keramično metalizacijo.

 

 

Postopek oblikovanja je treba izbrati na podlagi kompleksnosti in zahtev glede natančnosti komponente: suho stiskanje ali hladno izostatično stiskanje (CIP) je primerno za preproste bloke ali cevaste dele; brizganje ali ulivanje je primerno za dele nepravilnih oblik, tanke pločevine ali kompleksne mikrokanalne komponente. Zeleno telo po oblikovanju mora ohraniti enakomerno gostoto, da se zmanjša deformacija sintranja. Za cevaste izdelke, kot so metalizirane cerebralne izolacijske cevi, se pogosto uporablja izostatično stiskanje, da se zagotovi dosledna debelina stene.

 

 

Zeleno telo se postavi v peč za odstranjevanje veziva in se počasi segreje na 400 stopinj –600 stopinj, da se popolnoma odstrani organsko vezivo (odstranitev veziva). Nato se segreje na 1500 stopinj –1700 stopinj v peči z zaščitno atmosfero ali peči za vakuumsko sintranje, kjer atomska difuzija spoji praškaste delce v visoko-gostoto, visoko-trdnost in ne-porozno keramično matriko. Sintrana keramika zagotavlja gost vmesnik za kasnejšo metalizirano keramiko.

 

 

Sintrana aluminijev oksid visoke-čistosti ima izredno visoko trdoto, ki zahteva diamantna orodja za ravninsko brušenje, notranje in zunanje valjasto brušenje ter poliranje, da se doseže mikronska- ali celo nanometrska-toleranca dimenzij in zahteve glede hrapavosti površine. Za posebne strukture (kot so perforacije in robovi) se uporablja ultrazvočno ali lasersko vrtanje. Ta korak je značilen za natančno obdelavo keramičnih delov iz aluminijevega oksida, ki neposredno določa natančnost končne montaže.

 

Površinska metalizacija je temeljni postopek za doseganje lepljenja keramike-na-kovino. Najprej se pripravi prevodna pasta, kot je molibden-mangan (Mo-Mn), in ognjevzdržni kovinski prah se kroglično-zmelje z dodatki, dokler ni homogen. Nato se pasta nanese na keramične površine, ki jih je treba lepiti, s sitotiskom ali natančnim doziranjem. Končno se izvede sintranje v vodikovi peči ali peči z zaščitno atmosfero pri 1300 stopinjah –1500 stopinjah, kar omogoča, da kovinska plast prodre skozi meje keramičnih zrn ter tvori močno mehansko in kemično vezno plast, kar ima za posledico metalizirano keramično komponento.

 

 

Nikelj je galvaniziran na metalizirano plast (ali naknadno pozlačen/posrebren) za izboljšanje odpornosti proti koroziji in učinkovitosti spajkanja. Nato se izvedejo odkrivanje puščanja z masno spektrometrijo ultravisokega vakuuma helija, pregled dimenzij ter adhezijsko in natezno testiranje, da se zagotovi skladnost s servisnimi standardi v izjemno zahtevnih pogojih delovanja. Končni izdelki, kot so metalizirana keramična ohišja za močnostne polprevodnike in keramična ohišja kontaktorjev HVDC, morajo prestati vse zgornje preskuse.

 

 

Proizvodni proces priNatančni napredni keramični kovinski deli iz aluminijevega oksida visoke čistostizajema šest glavnih stopenj: obdelavo prahu, oblikovanje, sintranje, natančno obdelavo, metalizacijo in galvansko testiranje. Med njimi stabilnost tehnologije keramične metalizacije neposredno določa trdnost tesnjenja in zrakotesnost izdelka, zaradi česar je nenadomestljiv ključni postopek na področjih, kot so polprevodniki in visoko-napetostni enosmerni kontaktorji.

 

 

Če imate kakršne koli potrebe po izdelkih z naprednimi keramičnimi deli za metalizacijo z visoko čistostjo aluminijevega oksida ali če želite povprašati o podrobnostih prilagajanja postopka, se obrnite na nas za profesionalne rešitve.