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エレクトロニクス産業の分野では、アルミナ基板は、その優れた絶縁性、化学的安定性、高い熱伝導率、良好な高周波性能により、電子部品に不可欠な基材となっています。支持と放熱の役割を果たすだけでなく、電子部品の絶縁性能も確保します。アルミナ鋳造スラリーは、アルミナセラミック基板を製造するための重要な原料であり、その組成と特性は最終製品の品質と性能を直接決定します。この記事の目的は、純度、サイズ、比表面積、形態、分散などのアルミナ粉末の特性が、アルミナセラミック基板の鋳造プロセスや性能にどのような影響を与えるかを調査することです

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純度効果

アルミナ粉末の純度は、鋳造スラリーの品質の基礎となります。最終製品の外観、収縮、微細構造および性能に対する不純物の悪影響を避けるために、必要なアルミナ含有量は通常 95% 以上です。例えば、遊離鉄粒子を含む酸化アルミニウム粉末は、焼結プロセス中にセラミックの内部または表面に発色を引き起こし、斑点を形成し、外観に影響を与えるだけでなく、絶縁性能も低下させます。

粉末サイズと比表面積の影響

アルミナ粉末のサイズは0.3〜1.7μmの範囲で制御され、比表面積は2〜11m2/gであり、これは最終製品の密度に重要な影響を与えます。粒子サイズが小さい粉末は表面積と表面エネルギーが大きいため、キャスティングフィルムの緻密化に役立ちます。しかしながら、粒子サイズが小さすぎると、分散剤や結合剤などの添加剤の必要性が増加し、スラリーの流動性が低下し、焼結収縮が増加し、焼結密度が低下します。

粉末形態の影響

アルミナ粉末の形態は、球状、フレーク状、繊維状、不定形など様々です。球状粒子は表面が平滑で流動性が良いため、完成品の密度が向上します。対照的に、非球形粒子は焼結後に隙間を形成しやすく、これが緻密化プロセスに影響を与えます。

分散化の最適化

スラリー中の粉末の分散を改善することが、最終製品の品質を確保する鍵となります。分散剤の添加に加えて、化学的修飾または物理的処理などの粉末表面修飾処理により、スラリーの分散およびレオロジー特性が大幅に改善され、鋳造プロセスが最適化されます。

要約すると、アルミナ粉末の特性は、アルミナセラミック基板準備の鋳造プロセスにおいて重要な役割を果たします。粉末の純度、サイズ、表面積、形態を厳密に制御し、分散を最適化することにより、アルミナセラミック基板の熱伝導率、抵抗率、誘電率、化学的安定性、機械的強度などの重要な性能指標を大幅に向上させることができます。今後、材料科学と製造技術の継続的な進歩に伴い、アルミナ粉末の特性の詳細な研究と微細な制御により、ハイエンド電子部品分野でのアルミナセラミック基板の応用と開発がさらに促進されるでしょう。そしてエレクトロニクス産業の持続可能な発展のための強固な基盤を提供します。