Aliuminio oksido metalizuota keramika – pramonės įžvalgos ir taikymo vadovas

Šiuolaikiniuose pažangiuose gamybos ir elektronikos sektoriuose aliuminio oksido metalizuota keramika atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį - sudarant patikimas keramikos-su -metalines sąsajas, hermetiškus sandariklius ir didelio našumo{3}}komponentus. Šiame straipsnyje nagrinėjama medžiagų struktūra, gamybos procesas, pagrindinės eksploatacinės savybės, tipinės taikymo sritys ir tiksliosios metalizuotos keramikos pirkimo / projektavimo aspektai, skirti inžinierių pirkėjams ir techniniams specialistams.

 

 

Medžiagų sistema

Metalizuoto aliuminio oksido keramikos, skirtos elektriniams komponentams, pagrindas yra didelio -grynumo aliuminio oksido (Al₂O₃) keramikos substratas. Uždedama metalinė plėvelė arba sluoksnis -, paprastai molibdeno-mangano (Mo-Mn) pasta, o po to padengiama nikeliu arba auksu - ir apdeginama, kad būtų sukurta tvirta metalo-keraminė jungtis.

 

Struktūriniai ypatumai

• Metalo sluoksnio storis paprastai svyruoja nuo kelių mikronų (≈ 7,6–12,7 μm), naudojant Mo-Mn pastą prieš dengiant nikeliu.
• The bond between metal and ceramic exhibits high tensile strength (>20 000 psi) ir puikus dujų-sandarumas (helio nuotėkio greitis<10⁻⁹ cc/s).
• Aliuminio oksido keramikos pagrindas pasižymi dideliu kietumu, elektrine izoliacija, cheminiu inertiškumu ir terminiu stabilumu -, nors jis išlieka trapus ir jį reikia tiksliai tvarkyti.

 

Veikimo pasekmės

Ši kombinuota keraminio pagrindo ir metalizuoto sluoksnio sistema leidžia metalizuotų keraminių izoliacinių vamzdžių metalizavimo keramikos dalių sprendimui atlikti funkcijas, kurių nei gryna keramika, nei vien tik metalas negali pasiūlyti: elektros laidumą ir suvirinamumą metalinėje pusėje, taip pat izoliaciją, atsparumą aukštai temperatūrai ir grynumą iš keramikos pusės.

 

 

Keramikos pagrindo gamyba

1. Žaliavų pasirinkimas: rinkitės aliuminio oksido miltelius (įprastas grynumas: 95 % ar didesnis).
2. Formavimas: formuojant žaliuosius korpusus naudojami tokie metodai kaip liejimas įpurškimu, presavimas, ekstruzija.
3. Sukepinimas: po pašalinimo keramika yra sukepinama, kad būtų pasiektas tankis, stiprumas ir matmenų stabilumas.

 

Metalizavimo procesas

• Paviršiaus paruošimas: keraminis paviršius nuvalomas, kartais išgraviruotas, kad būtų skatinamas metalizuojančios pastos sukibimas.
• Mo{0}}Mn pastos (arba panašios metalo/keramikos mišrios pastos) užtepimas šilkografija, purškimas arba teptuku.
• Išdegimas redukuojančioje atmosferoje (pvz., H₂/N2) aukštoje temperatūroje (≈ 1450-1600 laipsnių), kad ant keramikos paviršiaus susidarytų kompozitinė stiklo ir metalo jungtis.
• Nikeliavimas (arba Ni/Au) ant metalizuoto sluoksnio, kad būtų galima lituoti arba suvirinti prie metalinių komponentų.

 

Post{0}}Apdorojimas ir patikrinimas

• Po metalizavimo dalis gali būti toliau apdirbama, gręžiama, surenkama arba lituojama į metalinį korpusą.
• Pagrindiniai bandymai apima sukibimo stiprumą, hermetiškumą (dujų nuotėkio bandymas), matmenų nuokrypius ir elektrines / izoliacines savybes.
   

Šie veiksmai bendrai apibrėžia, kaip metalizuotos keramikos elektriniams komponentams komponentai yra sukurti pagal griežtus standartus, skirtus aukštam{0}}patikimumui.

 

 

Tvirtas metalinis{0}}keraminis klijavimas

Dėl metalizuoto sluoksnio metalizuotas keramikinis korpusas, skirtas galios puslaidininkiams, suteikia suvirinamąsias jungtis tarp keramikos ir metalų, patikimus keraminius{0}}į-metalinius sandariklius ir stabilų mechaninį vientisumą net sudėtingomis sąlygomis.

Puikios elektrinės ir šiluminės savybės

Dėl didelio aliuminio oksido dielektrinio stiprumo, cheminio atsparumo ir terminio stabilumo, kartu su laidžiu metalo sluoksniu, šie komponentai palaiko aukštos{0}}įtampos, vakuumo, RF ir aukštos{1}} temperatūros aplinką.

Tinka atšiaurioms aplinkoms

Didelio stiprumo metalizuotų keramikos komponentų patikimumas esant ekstremalioms temperatūroms, slėgiui, korozijai ar vakuumui, nesvarbu, ar jie naudojami vakuuminiuose pertraukikliuose, mikrobangų vamzdeliuose, aukštos-tampos įvaduose ar kosmoso moduliuose, yra gerai žinomas.

Pritaikoma struktūra ir sąsaja

Gamintojai gali pritaikyti keramikos grynumą, pagrindo geometriją, metalizuotą raštą, dengimo ir litavimo sąsają, kad atitiktų konkrečius projektavimo ir integravimo reikalavimus, todėl tiksli metalizuota keramika yra lankstus inžinerinis pasirinkimas.

 

 

Aukštos-vakuuminis ir aukštos{1}}įtampos įranga

Naudojamas vakuuminiuose vamzdeliuose, klistronuose, magnetronuose ir RF languose,Metalizuota aliuminio oksido keramika elektros komponentamstarnauja kaip keraminės{0}}metalinės jungtys arba hermetiniai sandarikliai vakuuminėse / slėgio sistemose.

Galios elektronika ir hermetiški sandarikliai

Maitinimo moduliuose, keraminiuose padavimo-anguose, metaliniuose-keraminiuose korpusuose, metalizuotuose keraminiuose izoliaciniuose vamzdeliuose, metalizuojančiose keramikos dalyse, galima patikimai sujungti ir izoliuoti kompaktiškus, didelės galios{2}} mazgus.

Jutikliai, medicina ir instrumentai

Ši metalizuota keramika suteikia veiksmingus sąsajos sprendimus jutikliams, rentgeno vamzdžiams, medicinos prietaisams, kuriems svarbi elektros izoliacija, cheminis atsparumas ir ilgaamžiškumas.

Aviacijos ir energijos sistemos

Lengvi, stabilūs aukštoje{0}}temperatūroje ir suderinami su lituoto metalo mazgais, aliuminio oksido metalizuotos keramikos komponentai tinka aviacijos ir kosmoso moduliams, palydovinėms sistemoms, lazeriniams mazgams ir kt.

Visose šiose srityse metalizuoto aliuminio oksido naudojimo vertė slypi tuo, kad keraminės savybės derinamos su metalo sąsajos galimybe, todėl sutrumpėja prastovos laikas, padidėja patikimumas ir sudaromos pažangios sistemos.