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陶瓷金屬化和陶瓷生瓷的燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行,這種陶瓷稱為共燒陶瓷,共燒陶瓷按照燒結(jié)溫度的高低一般分為高溫共燒陶瓷(HTCC)和低溫共燒陶瓷(LTCC)。陶瓷共燒是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工藝,直接影響陶瓷的機(jī)械性能電性能和外觀等性能。

一、高溫共燒陶瓷的燒結(jié)工藝

常用的高溫共燒陶瓷體系有氧化鋁、氮化鋁等,氧化鋁具有成本低、機(jī)械強(qiáng)度好,絕緣性好等特點(diǎn),氮化鋁具有導(dǎo)熱好、電性能好等特點(diǎn)。目前高溫共燒陶瓷主要以氧化鋁為主,而氮化鋁由于粉體成本昂貴、燒結(jié)溫度高、氣氛要求苛刻、工藝難度大和熱穩(wěn)定性較差等原因,市場占比較少。高溫共燒陶瓷的金屬化材料一般以熔點(diǎn)高的金屬鎢、鉬等為主。
高溫共燒陶瓷燒結(jié)工藝及相關(guān)設(shè)備廠商名單
圖??高溫共燒陶瓷流程

共燒工藝是在燒結(jié)爐中,在適當(dāng)?shù)臍夥障拢股?span style="letter-spacing: 0.578px;">坯塊經(jīng)過一系列升溫、保溫、降溫過程,排除生瓷內(nèi)有機(jī)物,使生坯中的顆粒互相鍵聯(lián),晶粒長大,晶界減少,排出氣孔,瓷體體積收縮、密度增加,同時(shí)內(nèi)部及表面的導(dǎo)體和電阻與瓷體通過相互擴(kuò)散緊密結(jié)合。

高溫共燒陶瓷燒結(jié)工藝及相關(guān)設(shè)備廠商名單

圖?HTCC陶瓷體,攝于佳利電子展臺

HTCC 燒結(jié)由于金屬化材料的存在,鎢、鉬等金屬材料易氧化,燒結(jié)的氣氛通常為還原性氣氛,其中較為常用的氣氛為氫氣或氫氮混合氣體。其中氧化鋁HTCC 由于氧化物在高溫還原氣氛下容易發(fā)生還原反應(yīng),通常引入適量的水蒸汽作為氧化劑來抑制氧化物的還原,因此高溫共燒陶瓷的燒結(jié)氣氛一般為濕氫或加濕的氫氮混合氣體。
鎢金屬化與陶瓷高溫共燒過程主要包括:

①燒結(jié)初期——溶劑、粘結(jié)劑、增塑劑以及它們的分解殘留碳的排除

②燒結(jié)中期——液相的生成

③燒結(jié)后期——致密燒結(jié)體的形成
在燒結(jié)初期如果溶劑、粘接劑、增塑劑以及它們分解殘留的碳排除不足,會使燒結(jié)后的瓷件發(fā)黑,甚至起泡,所以這個(gè)過程必須要有足夠的氧;然而鎢金屬自身的高溫抗氧化能力差,在還原氣氛下燒結(jié),過多的氧含量也會使鎢金屬化燒失嚴(yán)重,從而造成瓷件氣密性和鎢金屬化與瓷件的結(jié)合結(jié)合強(qiáng)度的失效。燒結(jié)中后期直接影響最終致密燒結(jié)體的形成和瓷件的各項(xiàng)性能。在燒結(jié)過程中,燒結(jié)溫度、燒結(jié)氣氛以及生瓷的尺寸和厚度對燒結(jié)影響密切。

二、燒結(jié)設(shè)備相關(guān)供應(yīng)商名單

共燒工藝可選用箱式燒結(jié)爐和連續(xù)燒結(jié)爐,高溫共燒陶瓷燒結(jié)設(shè)備配備氮?dú)庀到y(tǒng)、氫氣及尾氣處理系統(tǒng),燒結(jié)氧化鋁的燒結(jié)爐配備氣體加濕器,最高溫度大于1650℃,燒結(jié)氮化鋁的燒結(jié)爐最高溫度大于1800℃。

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