Augstas-tīrības alumīnija oksīds (HPA) attiecas uz alumīnija oksīda pulvera materiāliem, kuru tīrība ir 99,99% vai augstāka. Pateicoties izcilajām optiskajām, elektriskajām, termiskajām un mehāniskajām īpašībām, tas ir kļuvis par galveno pamatmateriālu, kas atbalsta mūsdienu augsto tehnoloģiju nozaru attīstību. No LED apgaismojuma un litija bateriju separatoriem līdz pusvadītāju plāksnēm un augstākās -klases optiskajiem komponentiem, dažādas tīrības pakāpes augstas-tīrības alumīnija oksīdam ir neaizvietojama loma.
4 N augstas-tīrības pakāpes alumīnija oksīds
4N augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīds (tīrība ir lielāka vai vienāda ar 99,99%, kopējais piemaisījumu saturs ir mazāks vai vienāds ar 100 ppm). Lielākā daļa augstas-tīrības alumīnija oksīda gatavo produktu, ko ražo vietējie uzņēmumi, ir koncentrēti 4N līmenī, un tos var izmantot tikai vidējas un -zemas{9} klases lietojumos, piemēram, integrālo shēmu substrātos, LED fosforos, pulēšanas mikropulveros un alumīnija oksīda keramikā.
Reti{0}}Zemes fosfori
4N augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīds galvenokārt tiek izmantots retzemju-trihromatiskajos fosforos — plaši izmantotā luminiscējošā materiālā, kam ir svarīga loma apgaismojumā un displeja laukos. Reti-zemes fosfori sastāv no aktivatoriem un saimnieka matricas; pirmie ir reti{5}}zemes elementi, bet pēdējie ir oksīdi vai sāļi. Rūpniecībā augstas{7}}temperatūras cietās fāzes{8}}sintēzes metode ir galvenais retzemju fosfora ražošanas process. Alumīnija{11}}izstrādājumiem ir nepieciešams augstas tīrības pakāpes alumīnija oksīds.
Integrēto shēmu substrāti
Substrātiem, kas izgatavoti no 99,99% augstas -tīrības -Al₂O₃, ir stabila dielektriskā konstante (10), ārkārtīgi zemi zudumi (tanδ < 0,0002), augsta siltumvadītspēja (30 W/(m·K)) un izolācijas izturības spriegums > 10 kV/mm. Tos izmanto augstfrekvences/ātrgaitas mikroshēmu un barošanas ierīču substrātiem un hermētiskam iepakojumam, risinot siltuma izkliedes un elektriskās izolācijas problēmas. Piemēram, uzņēmums Routao New Materials izmanto ķīmisku metodi augstas -tīrības nano-alumīnija oksīda pulvera sintezēšanai ar augstu -fāzes saturu, augstu tīrības pakāpi, labu saķepināšanas aktivitāti, mazu primāro kristalītu izmēru un šauru daļiņu izmēra sadalījumu, un produkta veiktspēja ir salīdzināma ar pasaules vadošo Japānas pulvera uzņēmumu veiktspēju ar augstu tīrības pakāpi{{14} Praktiskā lietošanā no šī pulvera sagatavoto plānslāņu keramikas substrātu blīvums ir 3,93 g/cm³ un lieces izturība līdz 700 MPa, kas ir pilnībā salīdzināma ar Japānas Kyocera.
Alumīnija oksīds litija akumulatoru atdalītājiem
Litija bateriju separatoru keramikas pārklājumiem ir stingras prasības attiecībā uz tīrību, daļiņu izmēru, morfoloģiju, virsmas modifikācijām un produkta stabilitāti, un tiem ir nepieciešama 4N5 vai augstāka tīrība un nano-mēroga augstas-tīrības ultrasmalks alumīnija oksīds. Eksperimentālās sagatavošanas laikā procesa parametri ir jāpielāgo dažādiem lietojuma scenārijiem. Alumīnija oksīda gadījumā, ko izmanto litija baterijās, īpaša uzmanība jāpievērš daļiņu izmēra viendabīgumam un virsmas īpašībām. Piemēram, uzņēmuma Zhejiang Jiupeng New Materials ražotā akumulatora-specifiskā nano-alumīnija oksīda CY-L30D daļiņu izmērs ir 30 ± 5 nm, un tā tīrība ir 99,99%; šī specifikācija var efektīvi uzlabot akumulatora enerģijas uzglabāšanas veiktspēju un drošības veiktspēju.
Precīzijas keramikas komponenti
Alumīnija oksīda keramikas komponenti atbilst vafeļu ražošanas stiprības, precizitātes, elektrisko īpašību un korozijas izturības prasībām īpašās fiziskās vidēs, piemēram, vakuumā un augstā temperatūrā, un tām ir ļoti svarīga loma vafeļu ražošanas procesā. Integrēto shēmu ražošanas procesiem virzoties uz 3 nm un modernākiem mezgliem, prasības alumīnija oksīda keramikas komponentiem turpina uzlaboties, un 4N (lielāks par vai vienāds ar 99,99%) vai augstāks īpaši -augstas-tīrības alumīnija oksīds ir kļuvis par standartu kodināšanas{6}}pakāpju komponentiem. Ņemot par piemēru ESC atbalsta gredzenu, pēc tam, kad ir izdarīts secinājums no produkta tīrības prasības, izmantotā alumīnija oksīda pulvera tīrībai parasti ir jāsasniedz virs 99,95%.
5 N augstas-tīrības pakāpes alumīnija oksīds
Safīra substrāti gaismas diodēm
Safīra monokristāli to unikālās kristāla struktūras, lielisko optisko īpašību un spēcīgās mehāniskās un ķīmiskās stabilitātes dēļ ir plaši izmantoti kā ideāli substrāta materiāli liela mēroga -integrālajās shēmās un supravadītās nanostrukturētās plēvēs, un arī to cena ir zemāka nekā SiN substrātiem. Kopš 1990. gadiem LED apgaismojums arvien vairāk tiek pieņemts kā aukstās gaismas avots, un safīrs ir plaši izmantots kā substrāta materiāls.
Augstas-tīrības pakāpes alumīnija oksīdam, ko izmanto safīra pagatavošanai, jābūt ar augstu tīrības pakāpi, un mitruma saturam izejmateriālā jābūt ļoti zemam. Izkausējot temperatūrā virs 2000 grādiem, ūdens klātbūtne var izraisīt molibdēna tīģeļa oksidāciju. Piemēram, 5 N augstas -tīrības alumīnija oksīda polikristālisks materiāls, ko ražo uzņēmums Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd., ir vienīgais izejmateriāls safīra kristālu audzēšanai. Tā augstā tīrība nodrošina, ka gala safīra kristāliem ir lieliska gaismas caurlaidība, augsta cietība (Mosa cietība līdz 9, otrajā vietā pēc dimanta) un laba ķīmiskā stabilitāte.
Nākamās-paaudzes akumulatoru materiāli
Jinghuang Technology pētījumi liecina, ka 5N (99,999%) alumīnija oksīds ir piemērots augsta sprieguma (lielāks par vai vienāds ar 4,5 V) vai gara -cikla katodiem (piemēram, ar niķeli-bagātu NCM811) un cietvielu-elektrolītu modifikācijām. Augstāka tīrība var samazināt saskarnes blakusreakcijas un uzlabot augstas-temperatūras stabilitāti; piemēram, -Al₂O3 var sasniegt 85,1% jaudas saglabāšanu pēc 100 cikliem 45 grādu temperatūrā.
Augsto{0}}tehnoloģiju nozarēs, piemēram, cietvielu-akumulatoriem, alumīnija oksīda tīrības prasības ir augstākas un stingrākas, un tām ir nepieciešama tīrība, kas ir lielāka par vai vienāda ar 99,995%, lai samazinātu saskarnes pretestību, savukārt daļiņu izmērs ir jākontrolē submikronu līmenī (0,1–1 μm), lai uzlabotu jonu vadītspēju.
Caurspīdīga keramika
Augstas-tīrības pakāpes alumīnija oksīds ir svarīgs caurspīdīgs keramikas materiāls, un viens no tā izmantošanas veidiem ir augstspiediena nātrija lampu{1}}cauruļu ražošana. Augstspiediena-nātrija spuldzes ir elektriski gaismas avoti ar ļoti augstu gaismas efektivitāti. Nātrija tvaiku izlādes laikā tiek ģenerēta temperatūra virs 1000 grādiem, un stikla lampas caurule nevar izturēt spēcīgu koroziju. Tikai pēc augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīda caurspīdīgās keramikas parādīšanās augstspiediena-nātrija spuldzes kļuva praktiski pielietojamas. Caurspīdīgais nano-alumīnija oksīda korpuss, kas veidots no polikristāliska necaurspīdīga augstas{11}}tīrības pakāpes nano-alumīnija oksīda (VK-L100G, 99,999%), tiek izmantots augstspiediena nātrija spuldžu apvalkos, ar gaismas efektivitāti, atverot lampu divreiz vairāk nekā dzīvsudrabam.
Pulēšanas abrazīvi
Nano-alumīnija oksīda pulēšanai ir nepieciešama ārkārtīgi augsta tīrības pakāpe augstas -tīrības pakāpes alumīnija oksīdam, parasti 4N (99,99%) vai augstāka, savukārt augstas precizitātes pulēšanai (piemēram, pusvadītāju CMP) ir nepieciešama 5N (99,999%) vai vairāk. Augstas-tīrības pakāpes nano-alumīnija oksīdam ir visstabilākā struktūra, visaugstākā cietība (Moss 9), spēcīga ķīmiskā inerce, un tas nešķīst ūdenī, skābēs un sārmos. Tas ir piemērots īpaši-cietu substrātu, piemēram, safīra un silīcija karbīda, slīpēšanai un rupjai pulēšanai, nodrošinot augstu noņemšanas ātrumu.