Типи алюмокерамічних підкладок для друкованих плат

Алюміній (також відомий як оксид алюмінію) — це сучасний вогнетривкий матеріал, який за допомогою методів ущільнення та спікання можна надавати йому різноманітні форми, що робить його корисним як у промисловому, так і в медичному обладнанні.

Керамічні прохідні ізолятори для металу, рентгенівські компоненти та електричні втулки — всі вони мають переваги завдяки своїй винятковій механічній міцності, хімічній стійкості та зносостійкості, термічній стабільності та високим діелектричним властивостям. Їх герметичні властивості також роблять їх гарним вибором.

94% Глинозем

Кераміка на основі оксиду алюмінію є чудовим електричним ізолятором та одним із найпоширеніших сучасних керамічних матеріалів, що забезпечує високий рівень електричної ізоляції та водночас відрізняється високою стійкістю до зносу та корозії. Завдяки цій властивості кераміка на основі оксиду алюмінію набула широкого застосування у виробництві насосів, автомобільних деталей, медичних досліджень, оборонної промисловості, а також у глазуруванні (навіть невеликі відсотки — до 5% — можуть надавати кам’янисто-матовий ефект, бажаний для досягнення певних декоративних результатів).

Таблетований оксид алюмінію виготовляють шляхом спікання прокаленого порошку оксиду алюмінію у вигляді пластин. Він відрізняється чудовою термічною стабільністю, міцністю та хімічною стійкістю — здатний витримувати температури до 1650 °C/3000 °F без втрати 50% своєї міцності на розтяг та стійкий до дії кислот або лужних розчинів.

Інші види високотехнологічної кераміки мають властивості, подібні до властивостей оксиду алюмінію, зокрема високу питому провідність і міцність, проте не можуть скласти йому конкуренцію на комерційній основі. BeO є токсичним і дорогим, тоді як BN є більш економічно вигідним, але має набагато нижчу теплопровідність — натомість оксид алюмінію має ще одну ключову перевагу: його легко обробляти та використовувати.

99% Глинозем

Корунд 99% відрізняється чудовими механічними, тепловими та електричними властивостями. Він витримує температури в діапазоні 1600–1700 градусів Цельсія, володіє високою кислотно-лужною стійкістю, а також демонструє хороші експлуатаційні характеристики в умовах високого тиску. Крім того, цей матеріал відповідає суворим вимогам до якості поверхні та рівності під час механічної обробки або формування складних деталей, а критерії біосумісності та інертності роблять його придатним для застосування у медичній галузі; водночас його твердість та міцність роблять його ідеальним матеріалом для виробництва куленепробивних керамічних виробів.

Кераміка з оксиду алюмінію часто виготовляється у вигляді армованих волокном композитів з металевою матрицею, що містять волокна оксиду алюмінію, які можна спікати або пресувати під тиском для отримання складних деталей з чудовими механічними властивостями. Ці композити зазвичай використовуються у таких сферах, як різальні інструменти, профілі та сопла, а також деталі, що піддаються тертя, у поршневих двигунах або машинах, а також у лезах олімпійських ковзанів.

Кераміка з оксиду алюмінію забезпечує чудову діелектричну міцність та теплопровідність; однак через її крихкість з нею слід поводитися обережно, щоб уникнути пошкодження. Вибираючи керамічний матеріал з оксиду алюмінію для вашого застосування, врахуйте потреби в потужності, технічні характеристики напруги та температурні умови, а потім порівняйте їх із вашим бюджетом, щоб вибрати кераміку з оксиду алюмінію, яка найкраще відповідає цим критеріям.

99% Al₂O₃

Корунд 96% (Al₂O₃) є однією з найпоширеніших керамічних підкладок для друкованих плат, що відрізняється винятковою теплопровідністю, механічною міцністю та стійкістю до стирання. Крім того, ця щільна кераміка має низьку пористість, що робить її придатною для застосування у товстоплівкових технологіях, таких як гібридні друковані плати та підкладки для компонентів, а також для прямого напилення міді.

Підкладки з оксиду алюмінію марки 99% можна виготовляти методами стрічкового лиття або сухого пресування з використанням різних добавок, серед яких найпопулярнішими є хром, титан і натрій. Ці добавки впливають на властивості кераміки, підвищуючи теплопровідність, механічну міцність, стійкість до стирання та стійкість до кислотної й лужної корозії, що забезпечує кращі експлуатаційні характеристики.

Кераміка на основі оксиду алюмінію широко застосовується як броня на транспортних засобах. У поєднанні з арамідною тканиною або тканиною «Dyneema» кераміка на основі оксиду алюмінію забезпечує вдвічі вищий рівень захисту, ніж сталева броня, при цьому вона легша, менш схильна до корозії та має вищі показники тепловіддачі, ніж металеві матеріали. На жаль, хоча кераміка з оксиду алюмінію й не є куленепробивною, вона має певні обмеження: вплив концентрацій вище 0,38 мг/L спричиняла звуження легеневого потоку повітря у морських свинок, що призводило до звуження дихальних шляхів, зменшення потоку повітря в їхніх тілах, зниження ємності легенів, погіршення функції легенів та зменшення потоку повітря в дихальних шляхах, що викликало застій у дихальній системі, оскільки у морських свинок, які зазнавали обмежень потоку повітря, вдихання спричиняло звуження дихальних шляхів, обмежуючи потік повітря в їхніх тілах, що, у свою чергу, спричинило обмеження потоку повітря в дихальних шляхах через нижчі показники відведення тепла порівняно зі сталлю; через вищі показники відведення тепла порівняно зі сталлю це спричинило звуження легеневого потоку повітря протягом 12 хвилин при експозиції 0,38 мг/л, що призвело до обмеження легеневого потоку повітря у морських свинок, які зазнали впливу. Однак у морських свинок, що зазнали впливу концентрації 0,38 мг/л, що спричинило звуження та обмеження легеневого повітряного потоку, виник застій повітря в легенях, що призвело до обмеження роботи дихальної системи, про що свідчило зменшення об’єму легенів внаслідок впливу; хоча експозиція призвела до звуження, оскільки у них спостерігалося звуження протягом 8 хвилин через те, що відведення тепла спричинило зменшення прохідності легеневих дихальних шляхів після інгаляційної експозиції при концентрації 0,38 мг/л, що викликало звуження прохідності легеневих дихальних шляхів у морських свинок після інгаляційної експозиції, що спричинило звуження внаслідок інгаляційної експозиції, було встановлено, що захист від цього не є стовідсотковим; вдихання дози речовини викликало сильне звуження протягом 2 хвилин, що призвело до обмеження прохідності легеневих дихальних шляхів, яке розвинулося за лічені хвилини, що, у свою чергу, призвело до зменшення прохідності легеневих дихальних шляхів після впливу внаслідок звуження дихальних шляхів протягом 48 годин; зменшення прохідності легеневих дихальних шляхів під час впливу спричинило зниження дихання через звуження, яке проявилося через понад 1 годину, що призвело до порушень дихання внаслідок звуження прохідності легеневих дихальних шляхів, яке вони зазнали.

98% Al₂O₃

Альфа-оксид алюмінію, який також називають альфа-алюміном, відрізняється винятковою твердістю та стійкістю до тиску й термічних ударів, що робить його надійним матеріалом для застосувань, які вимагають хімічної стійкості та стійкості до плазми, зокрема в ізоляційних системах, таких як напівпровідники, компоненти для плазмового травлення, ізоляційні елементи ядерного класу та інші високовольтні системи. Зазвичай його використовують у виробництві напівпровідників.

Корунд-оксид алюмінію — це надзвичайно тверда та стабільна форма оксиду алюмінію з кристалічною структурою, схожою на корунд (рубін і сапфір). Він широко застосовується як абразив, а також у керамічних виробах, що експлуатуються в умовах високого зносу, таких як ріжучі інструменти, а також у високотемпературних системах, наприклад у газопроводах електростанцій.

Частинки глинозему здатні протистояти атмосферній корозії завдяки утворенню на своїй поверхні захисного пасиваційного шару з оксиду алюмінію, який запобігає реакції металів з атмосферним киснем; анодування є ефективним засобом зміцнення цього бар’єру. Пил оксиду алюмінію також має протиерозійні властивості і є чудовим матеріалом для футерування вугільних котлів або паливних трубопроводів; крім того, він дуже стійкий до ерозії, що робить оксид алюмінію ідеальним матеріалом для футерування. Пил оксиду алюмінію з часом може спричинити ураження легенів, але, як показали дослідження вдихання радіоактивно міченого 26Al, завдяки його нерозчинним властивостям він досить швидко виводиться з легенів працівників.

96% Al₂O₃

Електрично ізольовані підкладки 96% з Al₂O₃ є економічно вигідним варіантом, який ідеально підходить для товстоплівкової електроніки або силових модулів завдяки чудовій економічній ефективності, стійкості до зносу, теплопровідності та механічній міцності. Завдяки своїм діелектричним властивостям вони також підходять для керамічних друкованих плат.

Чистота кераміки з оксиду алюмінію має вирішальне значення для її експлуатаційних характеристик та сфер застосування. Кераміка з вищою чистотою, як правило, краще підходить для застосування в електроніці та забезпечує кращу корозійну стійкість і зносостійкість; однак існують винятки: іноді навіть оксид алюмінію чистоти 85% підходить для різних цілей.

Вироби на основі глинозему широко застосовуються у виробництві керамічних деталей, таких як тиглі, вогнетривкі труби печей та спеціальні зносостійкі матеріали. Глинозем також часто використовується як ущільнювальний матеріал навколо металів, таких як молібден, ніобію та танталу — він забезпечує чудову хімічну стійкість, а завдяки паяному з’єднанню забезпечує значно міцніші з’єднання для різноманітного промислового обладнання; крім того, він має хорошу теплопровідність і відомий також як звичайна глиноземна кераміка (або “звичайна ALC”). Кераміка на основі цирконію та оксиду алюмінію (ZTA) рекламується як краща альтернатива порівняно з чистою ALC; однак можуть виникати проблеми, пов’язані з гідротермальним старінням поверхні, що з часом може суттєво вплинути на експлуатаційні характеристики.

97% Al₂O₃

Цей тип оксиду алюмінію відомий своєю чудовою теплопровідністю, низьким коефіцієнтом розширення, стійкістю до хімічної корозії та термошоку. Оскільки він також добре витримує термошок, цей матеріал є чудовим вибором для застосувань, що вимагають високого рівня електричної ізоляції, а також для процесів металізації виробів.

Оксид алюмінію медичного класу також є ідеальним матеріалом для медичного застосування, зокрема для виготовлення зносостійких сопел і направляючих для серцевих клапанів, бронежилетів для військовослужбовців та герметичних ущільнювачів. Завдяки міцності на стиск, міцності на згин, герметичним властивостям, а також чудовим характеристикам міцності на стиск і згин цей матеріал чудово підходить для виготовлення керамометалевих прохідників, а також для використання в рентгенівських компонентах, електронних мікроскопах та високовакуумному обладнанні.

Короткочасний контакт з оксидом алюмінію може спричинити подразнення очей та верхніх дихальних шляхів, тоді як тривалий контакт може призвести до гіпертрофії легенів, запалення легенів та фіброзу; крім того, ця речовина є токсичною для центральної нервової системи, тому з нею слід обережно поводитися як людям, так і іншим живим істотам. Щодо цієї хімічної речовини база даних HSDB надає вичерпні токсикологічні дані, отримані в результаті досліджень на лабораторних тваринах, а також з інших джерел.

95% Al₂O₃

Кераміка на основі оксиду алюмінію — це тверді та міцні матеріали, що відрізняються чудовою стійкістю до зношування, хімічною інертністю, завдяки якій вони витримують вплив кислот і лугів при високих температурах, а також хорошими електричними властивостями (низьким питомим опором), що робить їх ідеальними для використання в якості провідників та діелектриків.

Цей тип глинозему ідеально підходить для виготовлення керамометалевих проходних елементів та проходних елементів для рентгенівських компонентів, розвантажувальних виступів та ізоляторів, що використовуються у зварюванні, термічній обробці та спеціальних тиглях, а також розвантажувальних виступів, що застосовуються під час зварювальних процесів, та спеціальних тиглів. Крім того, можуть бути доступні монолітні плитки з подвійною кривизною для ергономічних бронежилетів, що забезпечують більш зручне використання таких захисних засобів.

Кераміка відрізняється винятковою стійкістю до стирання та ерозії, завдяки чому вона підходить для багатьох галузей промисловості. Медичні імплантати та бронежилети, виготовлені з цього матеріалу, також отримали значні переваги. Крім того, її стійкість до термічних ударів досягає температур до 2910F (1600C). Також вона випускається як у щільній (муліт), так і в пористій (корунд) формах, що спрощує виробничі процеси.

94% Al₂O₃

Кераміка на основі оксиду алюмінію є дуже твердою та має чудові електричні властивості; вона стійка до стирання, хімічного впливу, окислення та корозії, а також є непористою та щільною, що робить її придатною для виготовлення датчиків тиску, мішеней для розпилення, покриттів підшипників, а також компонентів електронних ламп і лазерів. Їх низький коефіцієнт теплового розширення дозволяє застосовувати ізостатичне пресування, що обмежує ріст зерен під час процесів формування з високою щільністю.

Сировина для виробництва цього сорту глинозему — боксит, багатий на алюміній глинистий матеріал, що зустрічається в природі. Після видобутку та переробки за допомогою процесу мокрого хімічного вилуговування лугом, відомого як «процес Байєра», отримують порошкоподібний глинозем, придатний для численних застосувань.

Глинозем можна виготовляти за допомогою кількох технологій виробництва, зокрема одноосьового та ізостатичного пресування, лиття під тиском та екструзії. Після формування готові деталі можна обробляти за допомогою прецизійного шліфування, притирання, лазерної обробки, а також інших методів.