Material – Keramik

♦Aluminiumoxid (Al2O3)

Die von der ZhongHui Intelligent Manufacturing Group (ZHHIMG) hergestellten Präzisionskeramikteile werden aus hochreinen keramischen Rohmaterialien (92–97 %, 99,5 % oder >99,9 % Aluminiumoxid) und mittels CIP-Kaltisostatpressen gefertigt. Hochtemperatursintern und präzise Bearbeitung gewährleisten eine Maßgenauigkeit von ± 0,001 mm, eine Oberflächenrauheit von bis zu Ra 0,1 und eine Einsatztemperatur von bis zu 1600 °C. Kundenspezifische Farben wie Schwarz, Weiß, Beige und Dunkelrot sind möglich. Die Präzisionskeramikteile unseres Unternehmens sind beständig gegen hohe Temperaturen, Korrosion, Verschleiß und Isolation und eignen sich für den Langzeiteinsatz in Umgebungen mit hohen Temperaturen, Vakuum und korrosiven Gasen.

Weit verbreitet in einer Vielzahl von Halbleiterproduktionsanlagen: Rahmen (Keramikhalterung), Substrat (Basis), Arm/Brücke (Manipulator), mechanische Komponenten und Keramik-Luftlager.

AL2O3

Produktname Hochreines 99 Aluminiumoxid-Keramik-Vierkantrohr / -stab
Index Einheit 85 % Al2O3 95 % Al2O3 99 % Al2O3 99,5 % Al2O3
Dichte g/cm³ 3.3 3,65 3.8 3.9
Wasseraufnahme % <0,1 <0,1 0 0
Sintertemperatur 1620 1650 1800 1800
Härte Mohs 7 9 9 9
Biegefestigkeit (20℃) MPa 200 300 340 360
Druckfestigkeit kgf/cm² 10000 25000 30000 30000
Langzeit-Betriebstemperatur 1350 1400 1600 1650
Maximale Betriebstemperatur 1450 1600 1800 1800
Volumenwiderstand 20℃ Ω. cm3 >1013 >1013 >1013 >1013
100℃ 1012-1013 1012-1013 1012-1013 1012-1013
300℃ >109 >1010 >1012 >1012

Anwendung von hochreiner Aluminiumoxidkeramik:
1. Anwendung in Halbleiteranlagen: Keramik-Vakuumspannfutter, Trennscheibe, Reinigungsscheibe, Keramikspannfutter.
2. Wafer-Transferteile: Wafer-Handhabungsfutter, Wafer-Schneidescheiben, Wafer-Reinigungsscheiben, Saugnäpfe zur optischen Wafer-Inspektion.
3. LED-/LCD-Flachbildschirmindustrie: Keramikdüse, Keramikschleifscheibe, Hubstift, Stiftschiene.
4. Optische Kommunikation, Solarindustrie: Keramikröhren, Keramikstäbe, Keramikschaber für den Siebdruck von Leiterplatten.
5. Hitzebeständige und elektrisch isolierende Teile: Keramiklager.
Aluminiumoxidkeramiken werden heutzutage in hochreine und herkömmliche Keramiken unterteilt. Hochreine Aluminiumoxidkeramiken enthalten mehr als 99,9 % Al₂O₃. Aufgrund ihrer Sintertemperatur von bis zu 1650–1990 °C und ihrer Transmissionswellenlänge von 1–6 μm werden sie üblicherweise in Schmelzglas anstatt in Platintiegeln verarbeitet. Aufgrund ihrer Lichtdurchlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit gegenüber Alkalimetallen eignen sie sich für Natriumdampflampen. In der Elektronikindustrie werden sie als Hochfrequenz-Isoliermaterial für IC-Substrate eingesetzt. Herkömmliche Aluminiumoxidkeramiken werden je nach Aluminiumoxidgehalt in 99er, 95er, 90er und 85er Keramiken unterteilt. Manchmal werden auch Keramiken mit 80 % oder 75 % Aluminiumoxid zu den herkömmlichen Aluminiumoxidkeramiken gezählt. Unter anderem wird 99%iges Aluminiumoxid-Keramikmaterial zur Herstellung von Hochtemperaturtiegeln, feuerfesten Ofenrohren und speziellen verschleißfesten Werkstoffen wie Keramiklagern, Keramikdichtungen und Ventilplatten verwendet. 95%ige Aluminiumkeramik dient hauptsächlich als korrosionsbeständiges und verschleißfestes Bauteil. 85%ige Keramik wird häufig mit anderen Materialien gemischt, um die elektrischen Eigenschaften und die mechanische Festigkeit zu verbessern. Sie kann mit Molybdän, Niob, Tantal und anderen Metallen abgedichtet werden und findet teilweise Anwendung in elektrischen Vakuumgeräten.

 

Qualitätsartikel (repräsentativer Wert) Produktname AES-12 AES-11 AES-11C AES-11F AES-22S AES-23 AL-31-03
Chemische Zusammensetzung: Natriumarmes, leicht sinterndes Produkt H₂O % 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Lol % 0,1 0,2 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Fe₂0₃ % 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01
SiO₂ % 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,04 0,04
Na₂O % 0,04 0,04 0,04 0,04 0,02 0,04 0,03
MgO* % - 0,11 0,05 0,05 - - -
Al₂0₃ % 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9
Mittlerer Partikeldurchmesser (MT-3300, Laseranalysemethode) μm 0,44 0,43 0,39 0,47 1.1 2.2 3
α Kristallgröße μm 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 ~ 1,0 0,3 ~ 4 0,3 ~ 4
Bildungsdichte** g/cm³ 2.22 2.22 2.2 2.17 2,35 2,57 2,56
Sinterdichte** g/cm³ 3,88 3,93 3,94 3,93 3,88 3,77 3.22
Schrumpfungsrate der Sinterlinie** % 17 17 18 18 15 12 7

* MgO wird bei der Berechnung der Reinheit von Al₂O₃ nicht berücksichtigt.
* Kein Zunderpulver 29,4 MPa (300 kg/cm²), Sintertemperatur 1600 °C.
AES-11 / 11C / 11F: Bei Zugabe von 0,05 ~ 0,1% MgO ist die Sinterfähigkeit ausgezeichnet, daher ist es für Aluminiumoxidkeramiken mit einer Reinheit von mehr als 99% geeignet.
AES-22S: Es zeichnet sich durch eine hohe Formdichte und eine geringe Schrumpfungsrate der Sinterlinie aus und eignet sich für das Gleitformgießen und andere großformatige Produkte mit erforderlicher Maßgenauigkeit.
AES-23 / AES-31-03: Es besitzt eine höhere Formdichte, Thixotropie und eine geringere Viskosität als AES-22S. Ersteres wird für Keramik verwendet, während letzteres als Wasserreduzierer für Brandschutzmaterialien eingesetzt wird und zunehmend an Beliebtheit gewinnt.

♦Siliciumcarbid (SiC)-Eigenschaften

Allgemeine Merkmale Reinheit der Hauptkomponenten (Gew.-%) 97
Farbe Schwarz
Dichte (g/cm³) 3.1
Wasseraufnahme (%) 0
Mechanische Eigenschaften Biegefestigkeit (MPa) 400
Elastizitätsmodul (GPa) 400
Vickers-Härte (GPa) 20
Thermische Eigenschaften Maximale Betriebstemperatur (°C) 1600
Wärmeausdehnungskoeffizient RT~500°C 3.9
(1/°C x 10-6) RT~800°C 4.3
Wärmeleitfähigkeit (W/m x K) 130 110
Temperaturwechselbeständigkeit ΔT (°C) 300
Elektrische Eigenschaften Volumenwiderstand 25 °C 3 x 106
300 °C -
500 °C -
800 °C -
Dielektrizitätskonstante 10 GHz -
Dielektrischer Verlust (x 10-4) -
Q-Faktor (x 104) -
Durchschlagspannung (kV/mm) -

20200507170353_55726

♦Siliziumnitridkeramik

Material Einheit Si₃N₄
Sinterverfahren - Gasdruckgesintert
Dichte g/cm³ 3.22
Farbe - Dunkelgrau
Wasseraufnahmerate % 0
Elastizitätsmodul Notendurchschnitt 290
Vickers-Härte Notendurchschnitt 18 - 20
Druckfestigkeit MPa 2200
Biegefestigkeit MPa 650
Wärmeleitfähigkeit W/mK 25
Beständigkeit gegen Temperaturschocks Δ (°C) 450 - 650
Maximale Betriebstemperatur °C 1200
Volumenwiderstand Ω·cm > 10 ^ 14
Dielektrizitätskonstante - 8.2
Durchschlagsfestigkeit kV/mm 16