氧化鋁是氧化鋁 (Al2O3) 的更常見名稱。它是一種耐用的技術陶瓷,具有出色的機械和電氣特性。它適用於各種工業應用。
核心優勢:
極高的硬度
優異的絕緣性能
耐高溫、耐腐蝕
良好的機械強度
製造流程:從粉末到硬質陶瓷
製造高品質氧化鋁陶瓷製品涉及複雜的物理和化學變化:
粉末製備: 氧化鋁粉末與添加劑(如燒結助劑)混合。
成型製程: 根據所需形狀選擇乾壓、等靜壓、射出成型或流延成型。
燒結:材料在 1600°C 至 1800°C 的高溫爐中燒製,使粉末顆粒結合成緻密的晶體結構。
整理:由於其硬度極高,燒結後的精加工通常需要使用鑽石工具或砂輪。
本文重點介紹幾種主流的成型製程:
1. 乾壓
這是工業生產中最常用的方法,特別適合簡單形狀(如片材、環、墊圈)的大量生產。
原理:將含有黏合劑的粉末放入金屬模具中,並使用壓力機施加單向或雙向壓力。
優點: 操作簡單,效率高,坯體尺寸精確,燒結收縮容易控制。
限制:難以製造形狀複雜的零件;由於摩擦力,大零件的密度可能不均勻。
2.等靜壓
對於需要高密度和均勻性的高性能零件,等靜壓是首選方法。
原理: 將粉末密封在彈性模具(通常是橡膠袋)中並置於高壓容器中,並使用液體作為壓力傳輸介質。
核心優勢: 壓力從各個方向均勻地施加到粉末上,從而使整個生坯體的密度高度一致,並且燒結後變形最小。
應用:常用於製造大型陶瓷管、球體或精密陶瓷軸承。
3.流延成型
如果您看到超薄陶瓷基板(例如手機中的電路板),它們很可能是透過流延成型生產的。
原理:將粉末與溶劑、分散劑和黏合劑混合形成“漿料”,然後使用刮刀將其鋪展到傳送帶上以形成薄膜。然後將薄膜乾燥並剝離。
優點: 能夠製造厚度在10μm至1mm之間的超薄陶瓷片。
應用:厚膜電路基板、多層陶瓷電容器(MLCC)。
4. 注塑成型
這項技術藉鑑於塑膠產業,用於製造具有極其複雜的幾何形狀的零件。
原理:將氧化鋁粉末與大量有機黏結劑(高達40%以上)混合,加熱,注入精密模具中,然後冷卻固化。
挑戰:燒結前的「脫脂」過程(去除有機物)非常漫長且關鍵;處理不當很容易導致開裂。
應用:陶瓷精密零件、醫療器材零件。
5.積層製造(3D列印)
這是近年來的尖端技術,徹底打破了模具對形狀的限制。
主要方法有: 立體光刻 (SLA) 或糊料擠出。
優點: 無需模具,適合開發原型或製造內部結構極為複雜的陶瓷(如仿生骨架、微流控晶片)。