Công nghệ kim loại hóa gốm: nguyên lý, quy trình và ứng dụng công nghiệp của Vỏ gốm Alumina

Trong kỹ thuật chính xác hiện đại và thiết bị điện tử hiệu suất cao-, gốm sứ thường được phân loại là vật liệu phi kim loại vô cơ, khác biệt đáng kể so với kim loại về đặc tính hóa lý. Tuy nhiên, do những ưu điểm riêng biệt của mỗi loại, cộng đồng kỹ thuật rất cần một công nghệ có thể kết hợp hoàn hảo khả năng cách điện và khả năng chịu nhiệt-cao của gốm sứ với tính dẫn điện và khả năng hàn của kim loại. Nhu cầu này đã dẫn đến sự ra đời của công nghệ kim loại hóa gốm, giải quyết thành công thách thức kết nối đáng tin cậy hai vật liệu khác nhau về tính chất điện, nhiệt và cơ học bằng cách hình thành một lớp kim loại chắc chắn trên bề mặt gốm. Trong quá trình sản xuất Vỏ gốm Alumina có độ tin cậy cao, công nghệ này đã trở thành cầu nối quan trọng để đạt được các chức năng phức tạp.

Cơ chế kim loại hóa gốm cực kỳ phức tạp, bao gồm nhiều phản ứng hóa học và vật lý, dòng chảy dẻo của vật liệu và sắp xếp lại hạt. Trong quá trình thiêu kết, các ôxit và ôxit phi kim loại-trong lớp kim loại hóa trải qua nhiều phản ứng hóa học và sự di chuyển khuếch tán khác nhau. Khi nhiệt độ tăng lên, các chất này phản ứng tạo thành các hợp chất trung gian, sau đó tạo thành pha lỏng khi đạt đến điểm nóng chảy chung. Tại thời điểm này, pha thủy tinh lỏng trở nên nhớt và trải qua dòng chảy dẻo, thúc đẩy sự sắp xếp lại hạt dưới tác dụng mao dẫn. Được thúc đẩy bởi năng lượng bề mặt, các nguyên tử hoặc phân tử khuếch tán và di chuyển, thúc đẩy sự phát triển của hạt, giảm dần và loại bỏ các lỗ chân lông, cuối cùng đạt được sự cô đặc của lớp kim loại. Quy trình chính xác này là nền tảng cốt lõi để sản xuất các bộ phận gốm nhôm 95% được kim loại hóa chất lượng cao.

Để đạt được-liên kết kim loại hóa chất lượng cao, bạn phải tuân theo quy trình nghiêm ngặt và chính xác. Bước đầu tiên là xử lý trước bề mặt, thường sử dụng chất đánh bóng kim cương để đánh bóng gốm thiêu kết không áp suất đến độ mịn quang học, đảm bảo độ nhám bề mặt nhỏ hơn hoặc bằng 1,6 micromet. Sau đó, chất nền được ngâm trong axeton và cồn trong 20 phút làm sạch siêu âm ở nhiệt độ phòng để loại bỏ triệt để các tạp chất trên bề mặt. Bước này rất quan trọng để đảm bảo độ bám dính của lớp kim loại hóa bề mặt trong các Bộ phận Al2O3 bằng gốm Alumina tiếp theo được kim loại hóa; ngay cả ô nhiễm nhỏ cũng có thể dẫn đến hỏng liên kết.

Bước thứ hai là chuẩn bị bột kim loại hóa. Các kỹ thuật viên phải cân chính xác nguyên liệu thô theo công thức kim loại hóa cụ thể và sau khi nghiền bi trong một thời gian nhất định, chuẩn bị bột nhão kim loại hóa có độ nhớt cụ thể. Bước thứ ba là phủ và sấy khô, sử dụng công nghệ in lụa để phủ đều hỗn hợp lên bề mặt gốm. Độ dày dán phải được kiểm soát chặt chẽ; quá mỏng thì chất hàn sẽ dễ dàng chảy vào lớp kim loại hóa, còn quá dày thì sự di chuyển của các thành phần sẽ bị cản trở. Chất nền sau khi định cỡ cần phải được sấy khô trong lò, một bước quan trọng trong quá trình chuẩn bị các bộ phận gốm rơ-le hiệu suất cao và các bộ phận chính xác khác.

Bước thứ tư là xử lý nhiệt, trong đó chất nền khô được đặt trong môi trường khử để nung kết ở nhiệt độ-cao, từ đó tạo thành lớp kim loại hóa dày đặc trên bề mặt gốm. Sau chuỗi quy trình nghiêm ngặt này, bề mặt nền gốm có khả năng được hàn đồng hoặc hàn với kim loại. Chất cách điện Alumina bằng gốm Metalized không chỉ duy trì các đặc tính cách điện tuyệt vời của thân gốm mà còn đạt được đặc tính dẫn điện và bịt kín tốt của bề mặt kim loại, cho phép nó đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của môi trường làm việc khắc nghiệt.

Với sự phát triển nhanh chóng của các ngành chiến lược như năng lượng mới, truyền thông 5G và hàng không vũ trụ, nhu cầu thị trường về gốm kim loại-có độ tin cậy cao tiếp tục tăng. Cho dù được sử dụng trong vỏ gốm hàn kim loại cho rơ-le DC điện áp cao -hay làm thành phần cách điện chính trong mô-đun nguồn, công nghệ kim loại hóa gốm đóng một vai trò không thể thay thế. Đặc biệt là trong quá trình sản xuất các phần tử rơ-le DC, công nghệ này đảm bảo-hoạt động ổn định lâu dài của các bộ phận trong chu trình-điện áp cao, nhiệt độ-cao, thể hiện sâu sắc sự tích hợp sâu sắc của khoa học vật liệu và kỹ thuật xử lý.