Analiza procesu produkcyjnego precyzyjnych, zaawansowanych ceramicznych części metalizowanych o wysokiej czystości

Precyzyjne, zaawansowane ceramiczne części metalizowane z tlenku glinu o wysokiej czystości to precyzyjne produkty wytwarzane przez formowanie i spiekanie-proszku o wysokiej czystości w matrycę ceramiczną o-gęstości, a następnie powlekanie powierzchni pastą metalową i ponowne spiekanie w celu uzyskania silnego wiązania między ceramiką a metalem. Części te są szeroko stosowane w sprzęcie półprzewodnikowym, elektronice próżniowej, urządzeniach medycznych i nowych dziedzinach energii. Poniżej przedstawiono sześć etapów podstawowego procesu produkcyjnego.

 

 

Wybierany jest najdrobniejszy proszek -Al₂O₃ o czystości 99,5% ~ 99,99%, a zanieczyszczenia nieorganiczne i organiczne są usuwane, aby uniknąć mikropęknięć i porów. Dodaje się śladowe ilości środków spiekających (takich jak tlenek magnezu i dwutlenek krzemu), a mieszaninę poddaje się nano-mieleniu w rozpuszczalniku organicznym. Następnie dodaje się środki wiążące i dyspergujące, a mieszaninę poddaje się-granulacji rozpyłowej w celu uzyskania proszku o dobrej płynności i jednolitej wielkości cząstek. Ten etap zapewnia-wysokiej jakości materiał matrycy do późniejszej metalizacji ceramicznej.

 

 

Proces formowania należy wybrać w oparciu o wymagania dotyczące złożoności i precyzji elementu: prasowanie na sucho lub prasowanie izostatyczne na zimno (CIP) jest odpowiednie dla prostych bloków lub części rurowych; formowanie wtryskowe lub odlewanie jest odpowiednie w przypadku części o nieregularnych kształtach, cienkich arkuszy lub złożonych elementów mikrokanałowych. Surowa bryła po uformowaniu musi utrzymywać jednolitą gęstość, aby zmniejszyć odkształcenie podczas spiekania. W przypadku produktów rurowych, takich jak metalizowane rurki izolacyjne mózgowe, często stosuje się prasowanie izostatyczne, aby zapewnić stałą grubość ścianki.

 

 

Surową bryłę umieszcza się w piecu do usuwania lepiszcza i powoli podgrzewa do temperatury 400–600 stopni, aby całkowicie usunąć spoiwo organiczne (usunięcie spoiwa). Następnie jest podgrzewany do temperatury 1500–1700 stopni w piecu z atmosferą ochronną lub piecu do spiekania próżniowego, gdzie dyfuzja atomowa stapia cząsteczki proszku w nieporowatą matrycę ceramiczną o-gęstości,{6}}wytrzymałości i-porowatości. Spiekana ceramika zapewnia gęstą granicę między późniejszą metalizowaną ceramiką.

 

 

Spiekany tlenek glinu o{0}}czystości ma niezwykle wysoką twardość, co wymaga narzędzi diamentowych do szlifowania płaskiego, szlifowania cylindrycznego wewnętrznego i zewnętrznego oraz polerowania w celu spełnienia tolerancji wymiarowych na poziomie mikronów-, a nawet nanometrów- i wymagań dotyczących chropowatości powierzchni. W przypadku konstrukcji specjalnych (takich jak perforacje i skosy) stosuje się wiercenie ultradźwiękowe lub laserowe. Ten etap jest typowy dla precyzyjnej obróbki części ceramicznych z tlenku glinu i bezpośrednio określa dokładność końcowego montażu.

 

Metalizacja powierzchni to podstawowy proces uzyskiwania połączenia ceramiki-z-metalem. Najpierw przygotowuje się pastę przewodzącą, taką jak molibden-mangan (Mo-Mn), a proszki metali ogniotrwałych-miel się kulowo z dodatkami do uzyskania jednorodności. Następnie pastę nanosi się na łączone powierzchnie ceramiczne metodą sitodruku lub precyzyjnego dozowania. Na koniec spiekanie odbywa się w piecu wodorowym lub w atmosferze ochronnej w temperaturze 1300–1500 stopni, umożliwiając warstwie metalu penetrację granic ziaren ceramicznych, tworząc silną warstwę wiążącą mechanicznie i chemicznie, w wyniku czego powstaje metalizowany element ceramiczny.

 

 

Nikiel jest powlekany galwanicznie na metalizowanej warstwie (lub później złocony/srebrzony) w celu poprawy odporności na korozję i wydajności lutowania. Następnie przeprowadza się wykrywanie nieszczelności za pomocą spektrometrii masowej z helem w ultra-wysokopróżniowej spektrometrii mas, kontrolę wymiarów oraz testy przyczepności i rozciągania, aby zapewnić zgodność ze standardami usług w niezwykle wymagających warunkach pracy. Produkty końcowe, takie jak metalizowane obudowy ceramiczne do półprzewodników mocy i obudowy ceramiczne styczników HVDC, muszą przejść wszystkie powyższe testy.

 

 

Proces produkcyjnyPrecyzyjne, zaawansowane, ceramiczne części metalizujące z tlenku glinu o wysokiej czystościobejmuje sześć głównych etapów: przetwarzanie proszku, formowanie, spiekanie, obróbka precyzyjna, metalizacja i testowanie galwanizacji. Wśród nich stabilność technologii metalizacji ceramicznej bezpośrednio determinuje wytrzymałość uszczelnienia i szczelność produktu, co czyni go niezastąpionym kluczowym procesem w takich dziedzinach, jak półprzewodniki i styczniki prądu stałego-wysokonapięciowego.

 

 

Jeśli masz jakiekolwiek zapotrzebowanie na produkty z zaawansowanej metalizacji ceramicznej z tlenku glinu o wysokiej czystości lub jeśli chcesz zapytać o szczegóły adaptacji procesu, skontaktuj się z nami w celu uzyskania profesjonalnych rozwiązań.