电子陶瓷(如MLCC、压电陶瓷、微波介质陶瓷等)的性能对原料纯度极为敏感,微量杂质即可导致介电损耗增加、烧结异常或绝缘性能下降。大明化学高纯度氧化铝球(99.99%)凭借其超低杂质含量和稳定的化学性质,成为电子陶瓷浆料研磨的选介质。以下是其减少杂质污染的关键机制:
普通氧化铝球(纯度99.5%~99.9%)含有较多Na、K、Fe、Si等杂质,在研磨过程中会逐渐溶出并混入浆料,而高纯度氧化铝球(如大明化学TB系列)的杂质含量极低:
杂质元素 | 普通氧化铝球 (ppm) | 大明化学高纯氧化铝球 (ppm) |
---|---|---|
Na | 50~200 | ≤8 |
K | 30~150 | ≤4 |
Fe | 50~300 | ≤8 |
Si | 100~500 | ≤10 |
Na/K 等碱金属会降低陶瓷的介电性能,并可能在烧结时形成低熔点相,导致结构缺陷。
Fe/Cr 等过渡金属可能引入电子导电性,影响绝缘陶瓷的电阻率。
Si 过量会改变陶瓷的烧结行为,导致致密化不均匀。
高纯度氧化铝球磨损率更低(仅普通球的1/7),进一步减少杂质溶出量,确保电子陶瓷粉体的化学稳定性。
电子陶瓷(如MLCC)在高应用中(如汽车电子、5G基站)需长期稳定工作,而铀(U)、钍(Th)等放射性元素的α衰变可能导致微观结构损伤,影响器件寿命。
普通氧化铝球可能含 U:10~50ppb, Th:15~60ppb,而大明化学高纯氧化铝球控制在 U<4ppb, Th<5ppb,减少长期使用中的辐射风险。
这一点在高可靠MLCC(如车规级X7R/X8R)生产中尤为重要。
电子陶瓷浆料可能含有机溶剂、分散剂或弱酸性/碱性成分,普通氧化铝球在长期研磨中可能发生表面腐蚀,释放Al³⁺等金属离子,影响浆料稳定性。
大明化学氧化铝球采用α-Al₂O₃晶相,化学稳定性强,耐酸碱(pH 2~12),在浆料中几乎无溶出。
实验显示,在pH=4的浆料中研磨48小时,普通氧化铝球重量损失达0.5%,而高纯氧化铝球仅0.01%。
电子陶瓷浆料需要纳米级均匀分散,普通研磨球因粒径分布宽,易造成局部过磨或研磨不足,导致浆料团聚或颗粒粗化。
大明化学提供φ0.1mm~0.5mm超细氧化铝球,适合纳米级研磨(如BaTiO₃介电粉体)。
磨损后仍保持球形,减少不规则颗粒对浆料的剪切破坏。
问题 | 普通氧化铝球的影响 | 高纯氧化铝球的解决方案 |
---|---|---|
碱金属污染(Na/K) | 介电损耗↑,烧结异常 | 超低Na/K含量(<10ppm) |
过渡金属污染(Fe) | 绝缘性能下降 | Fe含量<8ppm,减少导电风险 |
放射性元素(U/Th) | 长期可靠性风险 | U<4ppb, Th<5ppb,符合高标 |
浆料稳定性 | 金属离子溶出,粘度变化 | 耐腐蚀,无溶出,浆料更稳定 |
分散均匀性 | 颗粒团聚,影响烧结致密性 | 超细粒径(0.1mm),均匀研磨 |
因此,在高电子陶瓷(如MLCC、LTCC、压电陶瓷)生产中,高纯度氧化铝球已成为行业标配,确保材料纯净度和器件可靠性。
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