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陶瓷金屬化和陶瓷生瓷的燒結同時進行,這種陶瓷稱為共燒陶瓷,共燒陶瓷按照燒結溫度的高低一般分為高溫共燒陶瓷(HTCC)和低溫共燒陶瓷(LTCC)。陶瓷共燒是一項十分復雜的工藝,直接影響陶瓷的機械性能電性能和外觀等性能。

一、高溫共燒陶瓷的燒結工藝

常用的高溫共燒陶瓷體系有氧化鋁、氮化鋁等,氧化鋁具有成本低、機械強度好,絕緣性好等特點,氮化鋁具有導熱好、電性能好等特點。目前高溫共燒陶瓷主要以氧化鋁為主,而氮化鋁由于粉體成本昂貴、燒結溫度高、氣氛要求苛刻、工藝難度大和熱穩定性較差等原因,市場占比較少。高溫共燒陶瓷的金屬化材料一般以熔點高的金屬鎢、鉬等為主。
高溫共燒陶瓷燒結工藝及相關設備廠商名單
圖??高溫共燒陶瓷流程

共燒工藝是在燒結爐中,在適當的氣氛下,使生瓷塊經過一系列升溫、保溫、降溫過程,排除生瓷內有機物,使生坯中的顆粒互相鍵聯,晶粒長大,晶界減少,排出氣孔,瓷體體積收縮、密度增加,同時內部及表面的導體和電阻與瓷體通過相互擴散緊密結合。

高溫共燒陶瓷燒結工藝及相關設備廠商名單

圖?HTCC陶瓷體,攝于佳利電子展臺

HTCC 燒結由于金屬化材料的存在,鎢、鉬等金屬材料易氧化,燒結的氣氛通常為還原性氣氛,其中較為常用的氣氛為氫氣或氫氮混合氣體。其中氧化鋁HTCC 由于氧化物在高溫還原氣氛下容易發生還原反應,通常引入適量的水蒸汽作為氧化劑來抑制氧化物的還原,因此高溫共燒陶瓷的燒結氣氛一般為濕氫或加濕的氫氮混合氣體。
鎢金屬化與陶瓷高溫共燒過程主要包括:

①燒結初期——溶劑、粘結劑、增塑劑以及它們的分解殘留碳的排除

②燒結中期——液相的生成

③燒結后期——致密燒結體的形成
在燒結初期如果溶劑、粘接劑、增塑劑以及它們分解殘留的碳排除不足,會使燒結后的瓷件發黑,甚至起泡,所以這個過程必須要有足夠的氧;然而鎢金屬自身的高溫抗氧化能力差,在還原氣氛下燒結,過多的氧含量也會使鎢金屬化燒失嚴重,從而造成瓷件氣密性和鎢金屬化與瓷件的結合結合強度的失效。燒結中后期直接影響最終致密燒結體的形成和瓷件的各項性能。在燒結過程中,燒結溫度、燒結氣氛以及生瓷的尺寸和厚度對燒結影響密切。

二、燒結設備相關供應商名單

共燒工藝可選用箱式燒結爐和連續燒結爐,高溫共燒陶瓷燒結設備配備氮氣系統、氫氣及尾氣處理系統,燒結氧化鋁的燒結爐配備氣體加濕器,最高溫度大于1650℃,燒結氮化鋁的燒結爐最高溫度大于1800℃。

北京中礎窯爐設備制造有限責任公司

阿爾賽(蘇州)無機材料有限公司

蘇州錦業源自動化設備有限公司

合肥恒力裝備有限公司

合肥費舍羅熱工裝備有限公司

珠海市龐博工業設備有限公司

合肥泰絡電子裝備有限公司

天津中環電爐股份有限公司

合肥高歌先進電爐裝備有限公司

河南三特爐業科技有限公司

安徽貝意克設備技術有限公司

合肥品炙裝備科技有限公司

深圳市鑫陶窯爐設備有限公司

無錫市新星源機電設備有限公司

上海熱凡高溫設備有限公司

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