電子陶瓷(如MLCC、壓電陶瓷、微波介質(zhì)陶瓷等)的性能對(duì)原料純度極為敏感,微量雜質(zhì)即可導(dǎo)致介電損耗增加、燒結(jié)異常或絕緣性能下降。大明化學(xué)高純度氧化鋁球(99.99%)憑借其超低雜質(zhì)含量和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),成為電子陶瓷漿料研磨的選介質(zhì)。以下是其減少雜質(zhì)污染的關(guān)鍵機(jī)制:
1. 超高純度(>99.99%)從源頭降低污染
普通氧化鋁球(純度99.5%~99.9%)含有較多Na、K、Fe、Si等雜質(zhì),在研磨過程中會(huì)逐漸溶出并混入漿料,而高純度氧化鋁球(如大明化學(xué)TB系列)的雜質(zhì)含量極低:
雜質(zhì)元素 | 普通氧化鋁球 (ppm) | 大明化學(xué)高純氧化鋁球 (ppm) |
---|---|---|
Na | 50~200 | ≤8 |
K | 30~150 | ≤4 |
Fe | 50~300 | ≤8 |
Si | 100~500 | ≤10 |
Na/K 等堿金屬會(huì)降低陶瓷的介電性能,并可能在燒結(jié)時(shí)形成低熔點(diǎn)相,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)缺陷。
Fe/Cr 等過渡金屬可能引入電子導(dǎo)電性,影響絕緣陶瓷的電阻率。
Si 過量會(huì)改變陶瓷的燒結(jié)行為,導(dǎo)致致密化不均勻。
高純度氧化鋁球磨損率更低(僅普通球的1/7),進(jìn)一步減少雜質(zhì)溶出量,確保電子陶瓷粉體的化學(xué)穩(wěn)定性。
2. 低放射性(U<4ppb, Th<5ppb)保障高可靠性
電子陶瓷(如MLCC)在高應(yīng)用中(如汽車電子、5G基站)需長期穩(wěn)定工作,而鈾(U)、釷(Th)等放射性元素的α衰變可能導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)損傷,影響器件壽命。
普通氧化鋁球可能含 U:10~50ppb, Th:15~60ppb,而大明化學(xué)高純氧化鋁球控制在 U<4ppb, Th<5ppb,減少長期使用中的輻射風(fēng)險(xiǎn)。
這一點(diǎn)在高可靠MLCC(如車規(guī)級(jí)X7R/X8R)生產(chǎn)中尤為重要。
3. 耐腐蝕性避免二次污染
電子陶瓷漿料可能含有機(jī)溶劑、分散劑或弱酸性/堿性成分,普通氧化鋁球在長期研磨中可能發(fā)生表面腐蝕,釋放Al3?等金屬離子,影響漿料穩(wěn)定性。
大明化學(xué)氧化鋁球采用α-Al?O?晶相,化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),耐酸堿(pH 2~12),在漿料中幾乎無溶出。
實(shí)驗(yàn)顯示,在pH=4的漿料中研磨48小時(shí),普通氧化鋁球重量損失達(dá)0.5%,而高純氧化鋁球僅0.01%。
4. 粒徑均一性(0.1mm起)優(yōu)化分散效果
電子陶瓷漿料需要納米級(jí)均勻分散,普通研磨球因粒徑分布寬,易造成局部過磨或研磨不足,導(dǎo)致漿料團(tuán)聚或顆粒粗化。
大明化學(xué)提供φ0.1mm~0.5mm超細(xì)氧化鋁球,適合納米級(jí)研磨(如BaTiO?介電粉體)。
磨損后仍保持球形,減少不規(guī)則顆粒對(duì)漿料的剪切破壞。
結(jié)論:高純氧化鋁球如何提升電子陶瓷品質(zhì)?
問題 | 普通氧化鋁球的影響 | 高純氧化鋁球的解決方案 |
---|---|---|
堿金屬污染(Na/K) | 介電損耗↑,燒結(jié)異常 | 超低Na/K含量(<10ppm) |
過渡金屬污染(Fe) | 絕緣性能下降 | Fe含量<8ppm,減少導(dǎo)電風(fēng)險(xiǎn) |
放射性元素(U/Th) | 長期可靠性風(fēng)險(xiǎn) | U<4ppb, Th<5ppb,符合高標(biāo) |
漿料穩(wěn)定性 | 金屬離子溶出,粘度變化 | 耐腐蝕,無溶出,漿料更穩(wěn)定 |
分散均勻性 | 顆粒團(tuán)聚,影響燒結(jié)致密性 | 超細(xì)粒徑(0.1mm),均勻研磨 |
因此,在高電子陶瓷(如MLCC、LTCC、壓電陶瓷)生產(chǎn)中,高純度氧化鋁球已成為行業(yè)標(biāo)配,確保材料純凈度和器件可靠性。
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