(AluminiumoxidkeramikProduziert vonWintrustek)

Aluminiumoxidist eine häufigere Bezeichnung für Aluminiumoxid (Al2O3). Es handelt sich um eine langlebige technische Keramik mit einer hervorragenden Kombination mechanischer und elektrischer Eigenschaften. Es eignet sich für eine Vielzahl industrieller Anwendungen.

Kernvorteile:

• Extrem hohe Härte

• Hervorragende Isoliereigenschaften

• Hohe Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit

• Gute mechanische Festigkeit

Herstellungsprozess: Vom Pulver zur Hartkeramik

Herstellung einer hochwertigenAluminiumoxid-Keramikproduktbeinhaltet komplexe physikalische und chemische Veränderungen:

• Pulverzubereitung: Aluminiumoxidpulver wird mit Zusatzstoffen (z. B. Sinterhilfsmitteln) vermischt.

• Umformprozess: Je nach gewünschter Form werden Trockenpressen, isostatisches Pressen, Spritzguss oder Folienguss gewählt.

• Sintern:Das Material wird in einem Hochtemperaturofen bei 1600 °C bis 1800 °C gebrannt, wodurch sich die Pulverpartikel zu einer dichten Kristallstruktur verbinden.

• Fertigstellung:Aufgrund seiner extrem hohen Härte erfordert die Endbearbeitung nach dem Sintern in der Regel den Einsatz von Diamantwerkzeugen oder Schleifscheiben.

Dieser Artikel konzentriert sich auf mehrere gängige Umformprozesse:

1. Trockenpressen

Dies ist die am häufigsten verwendete Methode in der industriellen Produktion und eignet sich besonders für die Massenproduktion einfacher Formen (wie Bleche, Ringe und Unterlegscheiben).

Prinzip:Bindemittelhaltiges Pulver wird in eine Metallform gegeben und mit einer Presse einem ein- oder zweiseitigen Druck ausgesetzt.

Vorteile: Einfache Bedienung, hohe Effizienz, präzise Grünkörperabmessungen und leicht kontrollierbare Sinterschrumpfung.

Einschränkungen:Komplex geformte Teile lassen sich nur schwer herstellen; Aufgrund von Reibungskräften kann die Dichte großer Teile ungleichmäßig sein.

2. Isostatisches Pressen

Für Hochleistungsteile, die eine hohe Dichte und Gleichmäßigkeit erfordern, ist isostatisches Pressen die bevorzugte Methode.

Prinzip: Das Pulver wird in einer elastischen Form (normalerweise einem Gummibeutel) versiegelt und in einen Hochdruckbehälter gegeben, wobei eine Flüssigkeit als Druckübertragungsmedium verwendet wird.

Kernvorteile: Der Druck wird gleichmäßig aus allen Richtungen auf das Pulver ausgeübt, was zu einer sehr gleichmäßigen Dichte im gesamten Grünkörper und minimaler Verformung nach dem Sintern führt.

Anwendungen:Wird häufig bei der Herstellung großer Keramikrohre, -kugeln oder Präzisionskeramiklager verwendet.

3. Bandcasting

Wenn Sie ultradünne Keramiksubstrate sehen (z. B. die Leiterplatten in Mobiltelefonen), werden diese höchstwahrscheinlich durch Foliengießen hergestellt.

Prinzip:Pulver wird mit einem Lösungsmittel, einem Dispergiermittel und einem Bindemittel zu einer „Aufschlämmung“ vermischt, die dann mit einem Rakel auf einem Förderband verteilt wird, um einen dünnen Film zu bilden. Anschließend wird die Folie getrocknet und abgezogen.

Vorteile: Kann ultradünne Keramikplatten mit Dicken zwischen 10 μm und 1 mm herstellen.

Anwendungen:Dickschicht-Schaltungssubstrate, mehrschichtige Keramikkondensatoren (MLCC).

4. Spritzguss

Mit dieser aus der Kunststoffindustrie entlehnten Technik werden Teile mit äußerst komplexen Geometrien hergestellt.

Prinzip:Aluminiumoxidpulver wird mit einer großen Menge organischem Bindemittel (bis zu über 40 %) gemischt, erhitzt und in eine Präzisionsform eingespritzt, dann abgekühlt und verfestigt.

Herausforderungen:Der „Entbinderungsprozess“ (Entfernung organischer Stoffe) vor dem Sintern ist sehr langwierig und kritisch; Bei unsachgemäßer Handhabung kann es leicht zu Rissen kommen.

Anwendungen:Keramische Präzisionsteile, Komponenten für medizinische Geräte.

5. Additive Fertigung (3D-Druck)

Hierbei handelt es sich um eine Spitzentechnologie der letzten Jahre, die die Beschränkungen, die Formen der Form auferlegen, vollständig durchbricht.

Zu den wichtigsten Methoden gehören: Stereolithographie (SLA) oder Pastenextrusion.

Vorteile: Da keine Formen erforderlich sind, eignet es sich für die Entwicklung von Prototypen oder die Herstellung von Keramiken mit extrem komplexen Innenstrukturen (z. B. biomimetische Skelette und mikrofluidische Chips).