Анализ процесса производства прецизионных деталей с усовершенствованной керамической металлизацией из глинозема высокой чистоты

Детали с прецизионной усовершенствованной керамической металлизацией из глинозема высокой чистоты представляют собой прецизионные изделия, изготовленные путем формования и спекания порошка высокой-чистоты в керамическую матрицу высокой-плотности с последующим покрытием поверхности металлической пастой и повторным спеканием для достижения прочной связи между керамикой и металлом. Эти детали широко используются в полупроводниковом оборудовании, вакуумной электронике, медицинских приборах и новых областях энергетики. Ниже приведены шесть этапов основного производственного процесса.

 

 

Выбирается ультратонкий порошок -Al₂O₃ с чистотой 99,5%~99,99%, при этом неорганические и органические примеси удаляются во избежание образования микротрещин и пор. Добавляются следовые количества спекающих добавок (таких как оксид магния и диоксид кремния) и смесь нано-измельчается в органическом растворителе. Затем добавляют связующие и диспергаторы, и смесь гранулируют распылением - для получения порошка с хорошей сыпучестью и однородным размером частиц. На этом этапе получается высококачественный матричный материал-для последующей металлизации керамики.

 

 

Процесс формования следует выбирать исходя из требований к сложности и точности детали: сухое прессование или холодное изостатическое прессование (CIP) подходит для простых блоков или трубчатых деталей; Литье под давлением или литье подходят для деталей неправильной формы, тонких листов или сложных микроканальных компонентов. Необработанное изделие после формования должно сохранять однородную плотность, чтобы уменьшить деформацию при спекании. Для трубчатых изделий, таких как металлизированные церебральные изоляционные трубки, часто используется изостатическое прессование для обеспечения постоянной толщины стенок.

 

 

Необработанное изделие помещают в печь для удаления связующего и медленно нагревают до 400–600 градусов для полного удаления органического связующего (удаление связующего). Затем его нагревают до 1500–1700 градусов в печи с защитной атмосферой или вакуумной печи для спекания, где атомная диффузия сплавляет частицы порошка в керамическую матрицу высокой-плотности, высокой-прочности и не-непористой керамики. Спеченная керамика обеспечивает плотный интерфейс для последующей металлизированной керамики.

 

 

Спеченный оксид алюминия высокой-чистоты имеет чрезвычайно высокую твердость, поэтому для плоского шлифования, внутреннего и внешнего цилиндрического шлифования и полировки требуются алмазные инструменты, чтобы обеспечить соответствие размерным допускам на уровне микронов- или даже нанометров- и требованиям к шероховатости поверхности. Для специальных структур (например, перфораций и фасок) используется ультразвуковое или лазерное сверление. Этот этап типичен для прецизионной обработки деталей из глиноземной керамики и напрямую определяет точность окончательной сборки.

 

Металлизация поверхности — это основной процесс достижения соединения керамики-с-металлом. Сначала готовят проводящую пасту, такую ​​как молибден-марганец (Mo-Mn), и порошки тугоплавких металлов измельчают в шаровой-добавке до однородного состояния. Затем паста наносится на склеиваемые керамические поверхности с помощью трафаретной печати или точного дозирования. Наконец, спекание выполняется в печи с водородом или защитной атмосферой при температуре 1300–1500 градусов, что позволяет металлическому слою проникнуть через границы керамических зерен, образуя прочный слой механической и химической связи, в результате чего получается металлизированный керамический компонент.

 

 

На металлизированный слой наносится никель (или последующее покрытие золотом/серебрением) для улучшения коррозионной стойкости и характеристик пайки. Затем выполняются гелиевая масс-спектрометрия в сверх-высоком вакууме для обнаружения утечек, проверки размеров, а также испытаний на адгезию и растяжение, чтобы гарантировать соответствие стандартам обслуживания в чрезвычайно сложных условиях эксплуатации. Конечные продукты, такие как металлизированный керамический корпус для силовых полупроводников и керамические корпуса контакторов HVDC, должны пройти все вышеперечисленные испытания.

 

 

Производственный процессДетали металлизации точности глинозема особой чистоты усовершенствованные керамическиеохватывает шесть основных этапов: порошковая обработка, формовка, спекание, прецизионная механическая обработка, металлизация и гальванические испытания. Среди них стабильность технологии керамической металлизации напрямую определяет прочность уплотнения и воздухонепроницаемость продукта, что делает ее незаменимым ключевым процессом в таких областях, как полупроводники и высоковольтные контакторы постоянного тока.

 

 

Если у вас есть какие-либо потребности в прецизионных передовых керамических металлизированных деталях из глинозема высокой чистоты или вы хотите узнать о деталях адаптации процесса, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения профессиональных решений.