Análisis del proceso de producción de piezas de metalización cerámica avanzada de precisión de alúmina de alta pureza

Las piezas de metalización cerámica avanzada de precisión de alúmina de alta pureza son productos de precisión fabricados moldeando y sinterizando polvo de alta-pureza en una matriz cerámica de alta-densidad, luego cubriendo la superficie con pasta metálica y sinterizándola por segunda vez para lograr una fuerte unión entre la cerámica y el metal. Estas piezas se utilizan ampliamente en equipos semiconductores, electrónica de vacío, dispositivos médicos y nuevos campos energéticos. Las siguientes son las seis etapas del proceso de producción principal.

 

 

Se selecciona polvo de -Al₂O₃ ultrafino con una pureza del 99,5 % al 99,99 % y se eliminan las impurezas inorgánicas y orgánicas para evitar microfisuras y poros. Se añaden trazas de coadyuvantes de sinterización (como óxido de magnesio y dióxido de silicio) y la mezcla se nano-muele en un disolvente orgánico. Posteriormente, se añaden aglutinantes y dispersantes y la mezcla se granula por aspersión-para obtener un polvo con buena fluidez y tamaño de partícula uniforme. Esta etapa proporciona un material matriz de alta-calidad para la posterior metalización cerámica.

 

 

El proceso de moldeo debe seleccionarse en función de la complejidad y los requisitos de precisión del componente: el prensado en seco o el prensado isostático en frío (CIP) es adecuado para bloques simples o piezas tubulares; El moldeo por inyección o la fundición son adecuados para piezas de forma irregular, láminas delgadas o componentes complejos de microcanales. El cuerpo verde después del moldeo debe mantener una densidad uniforme para reducir la deformación por sinterización. Para productos tubulares, como los tubos aislantes cerebrales metalizados, a menudo se utiliza el prensado isostático para garantizar un espesor de pared constante.

 

 

El cuerpo verde se coloca en un horno de desaglomerado y se calienta lentamente a 400 grados –600 grados para eliminar completamente el aglutinante orgánico (eliminación del aglutinante). Luego se calienta a 1500 grados –1700 grados en un horno de atmósfera protectora o en un horno de sinterización al vacío, donde la difusión atómica fusiona las partículas de polvo en una matriz cerámica de alta-densidad, alta-resistencia y no-porosa. La cerámica sinterizada proporciona una interfaz densa para las cerámicas metalizadas posteriores.

 

 

La alúmina sinterizada de alta-pureza tiene una dureza extremadamente alta, lo que requiere herramientas de diamante para el rectificado plano, el rectificado cilíndrico interno y externo y el pulido para cumplir con tolerancias dimensionales y requisitos de rugosidad de la superficie a nivel de micrones- o incluso nanómetros-. Para estructuras especiales (como perforaciones y chaflanes) se utiliza la perforación ultrasónica o láser. Este paso es típico del mecanizado de precisión de piezas cerámicas de alúmina, determinando directamente la precisión del montaje final.

 

La metalización de superficies es el proceso principal para lograr la unión de cerámica-con-metal. Primero, se prepara una pasta conductora como molibdeno-manganeso (Mo-Mn) y los polvos metálicos refractarios se muelen con bolas-con aditivos hasta que estén homogéneos. Luego, la pasta se aplica a las superficies cerámicas a unir mediante serigrafía o dosificación de precisión. Finalmente, la sinterización se realiza en un horno de hidrógeno o de atmósfera protectora a 1300 grados –1500 grados, lo que permite que la capa metálica penetre los límites del grano cerámico, formando una fuerte capa de unión mecánica y química, lo que da como resultado un componente cerámico metalizado.

 

 

El níquel se galvaniza sobre la capa metalizada (o posteriormente se recubre con oro o plata) para mejorar la resistencia a la corrosión y el rendimiento de la soldadura fuerte. Luego se realizan detección de fugas por espectrometría de masas de helio de ultra alto vacío, inspección dimensional y pruebas de adhesión y tracción para garantizar el cumplimiento de los estándares de servicio en condiciones operativas extremadamente exigentes. Los productos finales, como las carcasas cerámicas metalizadas para semiconductores de potencia y las carcasas cerámicas para contactores HVDC, deben pasar todas las pruebas anteriores.

 

 

El proceso de producción dePiezas de metalización de cerámica avanzadas de precisión de alúmina de alta purezaCubre seis etapas principales: procesamiento de polvo, conformado, sinterización, mecanizado de precisión, metalización y pruebas de galvanoplastia. Entre ellos, la estabilidad de la tecnología de metalización cerámica determina directamente la resistencia del sellado y la hermeticidad del producto, lo que lo convierte en un proceso clave insustituible en campos como los semiconductores y los contactores de CC de alto-voltaje.

 

 

Si tiene alguna necesidad de productos de piezas de metalización cerámica avanzada de precisión de alúmina de alta pureza, o si desea consultar sobre los detalles de adaptación del proceso, no dude en contactarnos para obtener soluciones profesionales.