Användning av α-aluminiumoxid i nyaaluminiumoxidkeramik
Även om det finns många olika varianter av nya keramiska material kan de grovt delas in i tre kategorier beroende på deras funktioner och användningsområden: funktionell keramik (även känd som elektronisk keramik), strukturkeramik (även känd som teknisk keramik) och biokeramik. Beroende på de olika råmaterialkomponenterna som används kan de delas in i oxidkeramik, nitridkeramik, boridkeramik, karbidkeramik och metallkeramik. Bland dessa är aluminiumoxidkeramik mycket viktig, och dess råmaterial är α-aluminiumoxidpulver med olika specifikationer.
α-aluminiumoxid används ofta vid tillverkning av olika nya keramiska material tack vare dess höga hållfasthet, höga hårdhet, höga temperaturbeständighet, slitstyrka och andra utmärkta egenskaper. Det är inte bara ett pulverråmaterial för avancerad aluminiumoxidkeramik såsom integrerade kretssubstrat, konstgjorda ädelstenar, skärverktyg, konstgjorda ben etc., utan kan också användas som fosforbärare, avancerade eldfasta material, speciella slipmaterial etc. Med utvecklingen av modern vetenskap och teknik expanderar tillämpningsområdet för α-aluminiumoxid snabbt, och marknadsefterfrågan ökar också, och dess möjligheter är mycket breda.
Tillämpning av α-aluminiumoxid i funktionell keramik
Funktionell keramikavser avancerade keramiker som använder sina elektriska, magnetiska, akustiska, optiska, termiska och andra egenskaper eller sina kopplingseffekter för att uppnå en viss funktion. De har flera elektriska egenskaper såsom isolering, dielektriska, piezoelektriska, termoelektriska, halvledande, jonledningsförmåga och supraledningsförmåga, så de har många funktioner och extremt breda tillämpningar. För närvarande är de viktigaste som har tagits i praktisk användning i stor skala isolerande keramiker för integrerade kretssubstrat och förpackningar, isolerande keramiker för tändstift för bilar, dielektriska kondensatorkeramiker som används flitigt i tv-apparater och videoinspelare, piezoelektrisk keramik med flera användningsområden och känslig keramik för olika sensorer. Dessutom används de även för lysrör för högtrycksnatriumlampor.
1. Tändstiftsisoleringskeramik
Tändstiftsisolerande keramik är för närvarande den enda största användningen av keramik i motorer. Eftersom aluminiumoxid har utmärkt elektrisk isolering, hög mekanisk hållfasthet, högt tryckmotstånd och termisk chockmotstånd, används aluminiumoxidisolerande tändstift i stor utsträckning över hela världen. Kraven för α-aluminiumoxid för tändstift är vanliga lågnatrium-α-aluminiumoxid-mikropulver, där natriumoxidhalten är ≤0,05 % och den genomsnittliga partikelstorleken är 325 mesh.
2. Integrerade kretssubstrat och förpackningsmaterial
Keramik som används som substratmaterial och förpackningsmaterial är överlägsen plast i följande avseenden: hög isoleringsbeständighet, hög kemisk korrosionsbeständighet, hög tätning, förhindrar fuktpenetration, ingen reaktivitet och ingen förorening av ultrarent halvledarkisel. Egenskaperna hos α-aluminiumoxid som krävs för integrerade kretssubstrat och förpackningsmaterial är: värmeutvidgningskoefficient 7,0 × 10⁻⁶/℃, värmeledningsförmåga 20–30 W/K·m (rumstemperatur), dielektricitetskonstant 9–12 (IMHZ), dielektricitetsförlust 3–10⁻⁴ (IMHZ), volymresistivitet > 10⁻¹⁹–10⁻¹Ω·cm (rumstemperatur).
Med den höga prestandan och den höga integrationen hos integrerade kretsar ställs strängare krav på substrat och förpackningsmaterial:
Allt eftersom chipets värmegenerering ökar krävs högre värmeledningsförmåga.
Med beräkningselementets höga hastighet krävs en låg dielektricitetskonstant.
Värmeutvidgningskoefficienten måste vara nära kisels. Detta ställer högre krav på α-aluminiumoxid, det vill säga att den utvecklas i riktning mot hög renhet och finhet.
3. Högtrycksnatriumlampa
Fin keramikTillverkade av högren ultrafin aluminiumoxid som råmaterial har egenskaper som hög temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet, god isolering, hög hållfasthet etc., och är ett utmärkt optiskt keramiskt material. Transparent polykristallin tillverkad av högren aluminiumoxid med en liten mängd magnesiumoxid, iridiumoxid eller iridiumoxidtillsatser, och tillverkad genom atmosfärssintring och varmpresssintring, kan motstå korrosionen av högtemperaturnatriumånga och kan användas som högtrycksnatriumlampor med hög belysningseffektivitet.
Tillämpning av α-aluminiumoxid i strukturkeramik
Som oorganiska biomedicinska material har biokeramiska material inga toxiska biverkningar jämfört med metallmaterial och polymermaterial, och har god biokompatibilitet och korrosionsbeständighet med biologiska vävnader. De har blivit alltmer värderade av människor. Forskningen och den kliniska tillämpningen av biokeramiska material har utvecklats från kortsiktig ersättning och fyllning till permanent och fast implantation, och från biologiska inerta material till biologiskt aktiva material och flerfaskompositmaterial.
Under senare år, porösaaluminiumoxidkeramikhar använts för att tillverka konstgjorda skelettleder, konstgjorda knäledsleder, konstgjorda lårbenshuvuden, andra konstgjorda ben, konstgjorda tandrötter, benfixeringsskruvar och hornhinnereparationer på grund av deras kemiska korrosionsbeständighet, slitstyrka, goda högtemperaturstabilitet och termoelektriska egenskaper. Metoden för att kontrollera porstorleken under framställningen av porös aluminiumoxidkeramik är att blanda aluminiumoxidpartiklar av olika partikelstorlekar, skumimpregnera och spraytorka partiklarna. Aluminiumplattor kan också anodiseras för att producera riktade nanoskaliga mikroporösa kanalliknande porer.