Haute puretécéramiques d'alumineCe sont des matériaux céramiques importants qui utilisent de l'alumine ultrafine de haute pureté comme matière première principale et de l'α-Al₂O₃ comme phase cristalline principale. Grâce à leurs excellentes propriétés telles qu'une résistance mécanique élevée, une dureté élevée, une résistance aux hautes températures et à la corrosion, les matériaux de haute puretécéramiques d'alumineelles ont été largement utilisées dans des domaines tels que la mécanique, l'électronique, les circuits intégrés et la médecine.
① Composants de précision pour équipements semi-conducteurs
Il est admis que de nombreux composants céramiques de précision sont utilisés dans les équipements pour semi-conducteurs, et que ces composants peuvent représenter plus de 10 % du coût de ces équipements. Parmi eux, l'alumine est un matériau céramique relativement courant pour les composants de précision.
Actuellement, les revêtements ou céramiques d'alumine de haute pureté (Al₂O₃) sont principalement utilisés comme matériaux de protection pour les chambres de gravure et leurs composants internes. Outre les chambres, les céramiques d'alumine de haute pureté sont également nécessaires pour les composants des équipements plasma, tels que les buses à gaz, les plaques de distribution de gaz et les anneaux de retenue des plaquettes. Par ailleurs, lors du polissage des plaquettes, les céramiques d'alumine sont largement utilisées pour les plateaux de polissage, les plateformes de conditionnement des tampons de polissage, les mandrins à vide et d'autres composants.
2. Dans le domaine mécanique
Haute puretécéramiques d'alumineL'alumine possède d'excellentes propriétés mécaniques. Les céramiques d'alumine, dont la résistance à la flexion atteint environ 250 MPa, peuvent être préparées par frittage sous pression atmosphérique. Les céramiques d'alumine de haute pureté, produites par frittage à chaud, peuvent quant à elles atteindre une résistance à la flexion de 500 MPa et une dureté de 9 GPa (dureté Mohs). Grâce à ces caractéristiques, les céramiques d'alumine de haute pureté sont utilisées pour la fabrication de meules, de broches et d'autres composants. Parmi ces applications, les outils de coupe et les billes en alumine de haute pureté sont les plus répandus. Cependant, leur ténacité et leur résistance aux chocs thermiques étant relativement faibles, il est généralement nécessaire d'introduire une seconde phase (comme le ZrO₂) dans l'alumine afin d'améliorer ces propriétés. De plus, en affinant la taille des grains pour produire des céramiques d'alumine de haute pureté avec des grains petits et uniformément répartis, la résistance et la ténacité du matériau peuvent également être considérablement améliorées dans une certaine mesure.
③Dans les domaines de l'électronique et de l'électricité
Haute puretécéramiques d'alumineCes matériaux présentent de faibles pertes diélectriques à haute fréquence et d'excellentes propriétés isolantes, ce qui les rend adaptés à la fabrication de dispositifs isolants, de substrats céramiques et de céramiques d'alumine transparentes. Parmi ces applications, les substrats céramiques sont relativement répandus et trouvent des applications de plus en plus importantes dans de nombreux domaines tels que les instruments d'optique spéciaux, les équipements d'éclairage et les équipements pour satellites spatiaux.
En matière de substrats céramiques, les substrats en alumine sont les plus utilisés dans l'industrie électronique moderne et constituent le matériau de base des puces de circuits intégrés. Par exemple, dans le domaine de l'éclairage LED, le coefficient de dilatation thermique (CDT) des substrats courants se situe entre 14 et 17 × 10⁻⁶/K. En cas d'écart de température important ou de variation brutale de température, les circuits imprimés (PCB) se dilatent davantage que les boîtiers de puces, ce qui peut entraîner la défaillance des joints de soudure. Face à ce problème, le CDT des substrats en alumine est beaucoup plus proche de celui des puces, ce qui permet de prévenir efficacement ce type de défaillance.
④Dans le domaine médical
Les matériaux biomédicaux peuvent réparer les fonctions du corps humain sans provoquer d'effets indésirables, et les organismes de santé imposent des exigences extrêmement strictes à leur égard. Ces matériaux doivent non seulement être biocompatibles, mais aussi non toxiques, respectueux de l'environnement et durables. Grâce à leur excellente biocompatibilité, leurs propriétés mécaniques et leur stabilité chimique, les céramiques d'alumine de haute pureté ne provoquent aucune réaction de rejet lorsqu'elles sont implantées dans le corps humain. Elles sont donc largement utilisées dans la fabrication d'os artificiels, de vis, de prothèses articulaires et d'autres dispositifs médicaux, et sont reconnues en pratique clinique et en recherche scientifique.