Análise do processo de produção de peças de metalização cerâmica avançada de precisão de alumina de alta pureza

As peças de metalização cerâmica avançada de precisão de alumina de alta pureza são produtos de precisão feitos por moldagem e sinterização de pó de alta{0}}pureza em uma matriz cerâmica de alta-densidade e, em seguida, revestindo a superfície com pasta de metal e sinterizando-a uma segunda vez para obter uma ligação forte entre a cerâmica e o metal. Essas peças são amplamente utilizadas em equipamentos semicondutores, eletrônicos de vácuo, dispositivos médicos e novos campos de energia. A seguir estão as seis etapas do processo de produção principal.

 

 

Pó ultrafino -Al₂O₃ com pureza de 99,5% ~ 99,99% é selecionado e impurezas inorgânicas e orgânicas são removidas para evitar microfissuras e poros. Vestígios de auxiliares de sinterização (como óxido de magnésio e dióxido de silício) são adicionados e a mistura é nano-moída em um solvente orgânico. Posteriormente, são adicionados ligantes e dispersantes, e a mistura é granulada por spray-para obter um pó com boa fluidez e tamanho de partícula uniforme. Esta etapa fornece um material de matriz de alta-qualidade para posterior metalização cerâmica.

 

 

O processo de moldagem deve ser selecionado com base nos requisitos de complexidade e precisão do componente: prensagem a seco ou prensagem isostática a frio (CIP) é adequada para blocos simples ou peças tubulares; moldagem por injeção ou fundição é adequada para peças de formato irregular, folhas finas ou componentes complexos de microcanais. O corpo verde após a moldagem deve manter uma densidade uniforme para reduzir a deformação da sinterização. Para produtos tubulares, como tubos isolantes cerebrais metalizados, a prensagem isostática é frequentemente usada para garantir uma espessura de parede consistente.

 

 

O corpo verde é colocado em um forno de desligação e aquecido lentamente a 400 graus –600 graus para remover completamente o ligante orgânico (remoção do ligante). Em seguida, é aquecido a 1.500 graus -1.700 graus em um forno com atmosfera protetora ou forno de sinterização a vácuo, onde a difusão atômica funde as partículas de pó em uma matriz cerâmica de alta-densidade, alta-resistência e não-porosa. A cerâmica sinterizada fornece uma interface densa para cerâmicas metalizadas subsequentes.

 

 

A alumina sinterizada de alta-pureza tem dureza extremamente alta, exigindo ferramentas diamantadas para retificação plana, retificação cilíndrica interna e externa e polimento para atender às tolerâncias dimensionais de nível de mícron- ou mesmo nanômetro-e requisitos de rugosidade superficial. Para estruturas especiais (como perfurações e chanfros), utiliza-se perfuração ultrassônica ou a laser. Esta etapa é típica da usinagem de precisão de peças cerâmicas de alumina, determinando diretamente a precisão da montagem final.

 

A metalização da superfície é o processo principal para obter a ligação de cerâmica-com{1}}metal. Primeiro, uma pasta condutora como molibdênio-manganês (Mo-Mn) é preparada, e pós metálicos refratários são moídos-com aditivos até ficarem homogêneos. Em seguida, a pasta é aplicada nas superfícies cerâmicas a serem coladas por meio de serigrafia ou dosagem de precisão. Finalmente, a sinterização é realizada em forno de hidrogênio ou atmosfera protetora a 1300 graus –1500 graus, permitindo que a camada metálica penetre nos limites dos grãos cerâmicos, formando uma forte camada de ligação mecânica e química, resultando em um componente cerâmico metalizado.

 

 

O níquel é galvanizado na camada metalizada (ou posteriormente revestido com ouro/prata) para melhorar a resistência à corrosão e o desempenho da brasagem. A detecção de vazamentos por espectrometria de massa de hélio de ultra{1} vácuo, a inspeção dimensional e os testes de adesão e tração são então realizados para garantir a conformidade com os padrões de serviço sob condições operacionais extremamente exigentes. Os produtos finais, como invólucros cerâmicos metalizados para semicondutores de potência e invólucros cerâmicos de contatores HVDC, devem passar em todos os testes acima.

 

 

O processo de produção dePeças cerâmicas avançadas da metalização da precisão da alumina da pureza altaabrange seis etapas principais: processamento de pó, conformação, sinterização, usinagem de precisão, metalização e testes de galvanoplastia. Entre eles, a estabilidade da tecnologia de metalização cerâmica determina diretamente a resistência de vedação e a estanqueidade do produto, tornando-o um processo-chave insubstituível em áreas como semicondutores e contatores CC de alta-tensão.

 

 

Se você tiver alguma necessidade de produtos de peças de metalização cerâmica avançada de precisão de alumina de alta pureza, ou se desejar perguntar sobre detalhes de adaptação do processo, não hesite em nos contatar para soluções profissionais.