Передовая керамика отличается многими свойствами. Она обладает механическими, акустическими, оптическими, термическими, электрическими и биологическими качествами. Она используется в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая промышленность, электроника и биомедицина. Она также используется в передовом производстве. Существует много типов передовой керамики. Каждый тип имеет свои особенности. Например, керамика на основе оксида алюминия устойчива к окислению. Керамика на основе нитрида кремния прочна и устойчива к электрической коррозии. Керамика на основе оксида циркония прочна и биосовместима.
Оксид алюминия высокой чистоты
Высокочистый глинозем (4N и выше) имеет много преимуществ. Он очень чистый, твердый и прочный. Он устойчив к высоким температурам и износу. Он также имеет хорошую изоляцию и стабилен. химический свойства. Его высокотемпературная усадка умеренная. Он имеет хорошие характеристики спекания. Его свойства лучше, чем у обычного порошка оксида алюминия. Они оптические, электрические, магнитные, термические и механические. Это первоклассный, высокоценный материал. Он широко используется в современной химической промышленности. Высокочистый оксид алюминия является первоклассным высокопроизводительным продуктом из оксида алюминия. Он широко используется в высокотехнологичных отраслях. К ним относятся флуоресцентные материалы, прозрачная керамика, электронные устройства, новая энергетика, каталитические материалы и аэрокосмическая промышленность.
Прозрачная керамика из оксида алюминия высокой чистоты имеет хорошую светопропускаемость. Она также превосходит непрозрачную керамику по механическим, оптическим, термическим и электрическим свойствам. Керамические подложки из оксида алюминия наиболее часто используются в современной электронике. Они являются основными материалами для интегральных микросхем. Высокочистый оксид алюминия, используемый в керамических подложках, имеет высокотехнологичное применение. К ним относятся прецизионные компоненты для полупроводникового оборудования. Такая керамика имеет более строгие требования к производительности, чем обычная тонкая керамика.
Абразивная часть полирующей жидкости имеет решающее значение. Для этого идеально подходит высокочистый оксид алюминия. С ростом производства полупроводников из карбида кремния мы должны теперь использовать высокочистый ультратонкий оксид алюминия для полировки полупроводников.
Камень Бому
Бёмит содержит одну кристаллическую воду. Его формула γ-Al2O3·H2O или γ-AlOOH. Это тип гидрата оксида алюминия.
Его большая площадь поверхности и большая пористость делают его ключевым сырьем для быстрых, эффективных и многоразовых адсорбентов. Он сохраняет свою форму после фазового перехода. Его биосовместимость делает его полезным в ортопедии и стоматологии. Он блистает в биомедицине. Его уникальная огнестойкость, хорошее наполнение и устойчивость к утечкам делают его широко используемым в высокопроизводительных, ультратонких медных ламинатах. Его стабильная ромбическая структура и гидроксильные группы высокой плотности на поверхности позволяют модифицировать его различными функциональными группами. Это сырье для изготовления дорогостоящих поддерживаемых катализаторов и реагентов.
Нитрид алюминия
Поскольку электронные чипы становятся быстрее и меньше, их тепловыделение резко возросло. Таким образом, правильная упаковка и лучшее рассеивание тепла теперь являются узкими местами в разработке силовых устройств. Керамические материалы обладают высокой теплопроводностью и термостойкостью. Они также обладают высокой прочностью и изоляцией. Они соответствуют тепловым свойствам материалов чипов. Таким образом, они идеально подходят для подложек корпусов силовых устройств.
Среди них нитрид алюминия является керамическим материалом с лучшей теплопроводностью. Его теоретическая теплопроводность может достигать 320 Вт/(м·К). Коммерческие продукты имеют теплопроводность от 180 Вт до 260 Вт/(м·К). Это делает его пригодным для подложек корпусов чипов большой мощности, с высоким содержанием свинца. Помимо высокой теплопроводности, его превосходные свойства также включают:
(1) Коэффициент теплового расширения (4,3×10-6/℃) соответствует коэффициенту теплового расширения полупроводниковых кремниевых материалов ((3,5~4,0)×10-6/℃);
(2) Хорошие механические свойства, выше, чем у керамики BeO и близки к оксиду алюминия;
(3) Отличные электрические свойства, чрезвычайно высокое сопротивление изоляции и низкие диэлектрические потери;
(4) Многослойная проводка может быть выполнена для достижения высокой плотности и миниатюризации упаковки;
(5) Нетоксичен и безопасен для окружающей среды.
Нитрид кремния
Нитрид кремния в настоящее время в основном используется как керамический материал. Керамика из нитрида кремния жизненно важна в промышленности, особенно в высокотехнологичных областях. Например:
Из них шарики подшипников являются наиболее используемыми изделиями из нитрида кремния из керамики. Их годовой объем производства составляет 30% высокопроизводительных изделий из нитрида кремния в мире. Шарики подшипников из нитрида кремния из керамики лучше, чем стальные шарики. Они легче, могут выдерживать высокие температуры, являются самосмазывающимися и устойчивыми к коррозии. Их режим усталостного разрушения такой же, как у стальных шариков. Таким образом, шарики подшипников из нитрида кремния из керамики имеют множество применений. Они используются в прецизионных подшипниках для станков, автомобилей и ветряных турбин. Они также используются в высокотемпературных, коррозионно-стойких нефтехимических подшипниках.
Сферический оксид алюминия
Из многих теплопроводящих порошков сферический оксид алюминия является самым популярным в высокопроизводительных применениях. Его высокая теплопроводность, высокий коэффициент заполнения, хорошая текучесть и низкая стоимость делают его идеальным. Он имеет зрелый производственный процесс и множество спецификаций.
Также сферические порошки могут значительно улучшить продукты. Их правильная форма, высокая плотность и хорошая текучесть являются ключевыми. Сферические порошки Al2O3 обладают теплопроводностью. Они также используются в керамике и носителях катализаторов. Они широко изучаются в этих областях.
Титанат бария
Титанат бария (BaTiO3) — это структура перовскита типа ABO3. С 20-го века керамика из титаната бария обладает превосходными диэлектрическими свойствами. Поэтому она используется в качестве диэлектрического материала для конденсаторов. Это широко используемый электронный керамический порошок. Он также является матричным материалом для изготовления электронных компонентов. Поэтому его называют «столпом электронной керамической промышленности».
Нанокомпозитный оксид циркония
Нанокомпозитный цирконий — это тип циркония. Стабилизатор может заставить его сохранять тетрагональную или кубическую фазу при комнатной температуре. Стабилизаторами в основном являются оксиды редкоземельных и оксиды щелочноземельных металлов. К первым относятся Y2O3 и CeO2. К последним относятся CaO и MgO.
По мере развития науки и техники появляются новые специальные приборы и оборудование. Они должны соответствовать высоким требованиям к материалам и функциям компонентов. Наблюдается быстрый рост спроса на нанокомпозитные циркониевые материалы. Их продукция прочная, термостойкая, износостойкая, коррозионно-стойкая и оптически особенная. Цирконий, стабилизированный иттрием, является наиболее широко используемым и наиболее представительным нанокомпозитным цирконием.
Имеет высокую кислородно-ионную проводимость и хорошие механические свойства. Устойчив к окислению и коррозии. Имеет высокий коэффициент теплового расширения и низкую теплопроводность. Стабилен и устойчив к окислению.
Широко используется в конструкционных и функциональных материалах. Это: кислородные датчики, насосы, твердотопливные элементы, сегнетоэлектрическая керамика и покрытия авиационных двигателей.
Карбид кремния высокой чистоты
Материалы из карбида кремния делятся на две категории: керамика и монокристаллы. Как керамический материал, его чистота не очень важна в общих применениях. Но она должна быть высокой в особых случаях. Например, он используется в качестве прецизионного компонента в полупроводниковом оборудовании, таком как литографические машины. Это необходимо для того, чтобы не влиять на чистоту кремниевых пластин.
Однако свойства SiC затрудняют выращивание монокристаллов. Это в основном связано с тем, что при нормальном давлении нет жидкой фазы с соотношением Si:C 1:1. Методы, используемые в полупроводниковой промышленности, не позволяют выращивать его. К таким методам относятся методы прямого вытягивания и падающего тигля. Чтобы решить эту проблему, ученые упорно трудились над поиском способов создания высококачественных, больших и дешевых кристаллов SiC. Наиболее популярными методами являются PVT, метод жидкой фазы и высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы.