In hochpräzisen Fertigungsindustrien wie Halbleitern, elektronischen Verpackungen, neuen Energien, 3D-Druck und Vakuum Beschichtung, hochrein Aluminiumpulver spielt eine immer wichtigere Rolle.
Da die Industrie eine höhere Leitfähigkeit, Filmbildungsfähigkeit und Materialreinheit verlangt, können herkömmliche „industrielle Aluminiumfeinstoffe“ diese strengen Anforderungen nicht mehr erfüllen – was zu hochreines Aluminiumpulver.
Definition von hochreinem Aluminiumpulver
Hochreines Aluminiumpulver (HPA) bezeichnet ein feines Metallpulver mit einem Aluminiumgehalt von ≥99,9% (3N und höher) und einem extrem geringen Verunreinigungs- und Gasgehalt. Es erscheint in der Regel als kugelförmige oder nahezu kugelförmige Partikel im Bereich von 10–150 μm, wobei einige Produkte den Nanometerbereich erreichen.
Im Gegensatz zu gewöhnlichem industriellem Aluminiumpulver weist hochreines Aluminiumpulver drei Schlüsselfaktoren auf:
- Hohe Reinheit: Verunreinigungen wie Fe, Si, Cu und Zn werden streng kontrolliert bei der ppm Ebene.
- Niedriger Sauerstoffgehalt: Normalerweise unter 300 ppm, wodurch die Bildung einer Oxidschicht minimiert wird.
- Chargenstabilität: Unverzichtbar für Materialien in Elektronikqualität, da es Konsistenz und Rückverfolgbarkeit gewährleistet.
Reinheit Einstufung: Den „N“-Wert verstehen
Bei hochreinen Materialien wird der Reinheitsgrad durch die Anzahl der „N“ angegeben (z. B. 3N = 99,9%).
| Grad | Reinheit (%) | Gesamtverunreinigungen (ppm) | Typische Anwendungen |
|---|---|---|---|
| 3N | 99.9% | ≤1000 ppm | Allgemeines elektronisches Wärmemanagement, Pulvermetallurgie |
| 4N | 99.99% | ≤100 ppm | Leitpaste, elektronische Bauteile |
| 5N | 99.999% | ≤10 ppm | Halbleiterverpackungen, Sputtertargets, Optoelektronik |
Hinweis: Nicht alle Materialien mit der Kennzeichnung 4N oder 5N entsprechen den tatsächlichen Standards. Der Schlüssel liegt in präzisen Tests und einer präzisen Prozesskontrolle.
Vorbereitung Methoden
1. Gaszerstäubung (VIGA/VAGE)
Geschmolzenes Aluminium wird unter hohem Argon- oder Stickstoffdruck zerstäubt, wodurch kugelförmiges Pulver entsteht.
- Merkmale: Hervorragende Sphärizität, hohe Fließfähigkeit, kontrollierbarer Sauerstoffgehalt.
- Anwendungen: Ideal für 3D-Druck und Metallspritzguss (MIM).
2. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Unter Vakuum wird Aluminium verdampft oder mittels Plasmaabscheidung zu Pulver im Nano- oder Submikrometerbereich abgeschieden.
- Merkmale: Ultrahohe Reinheit (5N+), fein Partikelgröße, hohe Kosten, begrenzter Umfang.
- Anwendungen: Hauptsächlich für Forschung und fortschrittliche Funktionsmaterialien.
3. Chemisch Reduktionsmethode
Aluminiumsalze werden mit Wasserstoff oder Alkoholaten reduziert, um feines metallisches Aluminiumpulver zu erzeugen.
- Anwendungen: Geeignet für die Sonderanfertigung in kleinem Maßstab.
Klassifizierung nach Partikelmorphologie
| Typ | Beschreibung | Anwendung |
|---|---|---|
| Sphärisches Aluminiumpulver | Gleichmäßige Partikelgröße, hervorragende Fließfähigkeit, hohe Packungsdichte | 3D-Druck, Pulvermetallurgie |
| Unregelmäßiges Aluminiumpulver | Große Oberfläche, einfaches Sintern | Leitfähige Beschichtungen, Elektronikpasten |
| Nano-Aluminiumpulver | Extrem fein (<100 nm), hochreaktiv | Treibstoffe und Sprengstoffe für die Luft- und Raumfahrt |
Hauptanwendungsgebiete
| Industrie | Funktion | Empfohlene Reinheit |
|---|---|---|
| Halbleiter | Sputtertargets, Waferverpackung | 5N |
| Elektronische Verpackungen | Leitfähige Paste, thermische Schnittstellenmaterialien | 4N |
| Neue Energie | PV-Rückseitenfolie, Wasserstoffbeschichtungen | 4N |
| Pulvermetallurgie | Aluminiumbasierte Komponenten, MIM-Teile | 3N |
| 3D-Druck | Additive Fertigung von Aluminiumlegierungen | 3N / 4N |
Unterschied zwischen hochreinem und gewöhnlichem Aluminiumpulver
Neben der Reinheit liegt der Schwerpunkt bei hochreinem Aluminiumpulver auf der Kontrolle der Verunreinigungsart, dem Sauerstoffgehalt, der Partikelgrößenverteilung und dem Oberflächenzustand.
Gewöhnliches Aluminiumpulver, das hauptsächlich in Beschichtungen oder Baumaterialien verwendet wird, ist für Präzisionselektronikanwendungen nicht geeignet.
Abschluss
Episches Pulver bieten fortschrittliche Luftklassifizierungsmühlensysteme und integrierte Prozesslösungen speziell für hochreine und ultrafeine Metallpulver. Unsere präzise Luftklassifizierungstechnologie gewährleistet eine gleichmäßige Partikelgröße, eine enge Verteilung und eine kontaminationsfreie Verarbeitung – für gleichbleibend hochwertiges Aluminiumpulver für die Halbleiter-, Energie- und additive Fertigungsindustrie. Epic Powder – Präzisionsmahlen und -klassifizieren für hochreines Aluminiumpulver.