Dans les industries de fabrication de haute précision telles que les semi-conducteurs, l'emballage électronique, les nouvelles énergies, l'impression 3D et le vide revêtement, haute pureté poudre d'aluminium joue un rôle de plus en plus critique.
Alors que les industries exigent une conductivité, une capacité de formation de film et une pureté des matériaux plus élevées, les « fines d'aluminium industrielles » traditionnelles ne peuvent plus répondre à ces exigences strictes, ce qui donne lieu à poudre d'aluminium de haute pureté.
Définition de la poudre d'aluminium de haute pureté
Poudre d'aluminium de haute pureté (HPA) Désigne une fine poudre métallique dont la teneur en aluminium est ≥ 99,9% (3N et plus), et dont la teneur en impuretés et en gaz est extrêmement faible. Elle se présente généralement sous forme de particules sphériques ou quasi sphériques de taille comprise entre 10–150 μm, certains produits atteignant l’échelle nanométrique.
Contrairement à la poudre d'aluminium industrielle ordinaire, la poudre d'aluminium de haute pureté met l'accent sur trois facteurs clés :
- Haute pureté : Les impuretés telles que Fe, Si, Cu et Zn sont strictement contrôlées au ppm niveau.
- Faible teneur en oxygène : Généralement ci-dessous 300 ppm, minimisant la formation de couche d'oxyde.
- Stabilité du lot : Essentiel pour les matériaux de qualité électronique, garantissant cohérence et traçabilité.
Pureté Classification: Comprendre la valeur « N »
Dans les matériaux de haute pureté, les niveaux de pureté sont indiqués par le nombre de « N » (par exemple, 3N = 99,9%).
| Grade | Pureté (%) | Impuretés totales (ppm) | Applications typiques |
|---|---|---|---|
| 3N | 99.9% | ≤ 1000 ppm | Gestion thermique électronique générale, métallurgie des poudres |
| 4N | 99.99% | ≤ 100 ppm | Pâte conductrice, composants électroniques |
| 5N | 99.999% | ≤10 ppm | Emballage de semi-conducteurs, cibles de pulvérisation cathodique, optoélectronique |
Remarque : tous les matériaux étiquetés 4N ou 5N ne répondent pas aux normes réelles. Des tests précis et un contrôle des processus sont essentiels.
Préparation Méthodes
1. Atomisation de gaz (VIGA/VAGE)
L'aluminium fondu est atomisé sous haute pression d'argon ou d'azote, produisant une poudre sphérique.
- Caractéristiques: Excellente sphéricité, grande fluidité, teneur en oxygène contrôlable.
- Applications : Idéal pour l'impression 3D et le moulage par injection de métal (MIM).
2. Dépôt physique en phase vapeur (PVD)
Sous vide, l'aluminium est évaporé ou déposé par plasma en poudre de taille nanométrique ou submicronique.
- Caractéristiques: Pureté ultra élevée (5N+), fine la taille des particules, coût élevé, échelle limitée.
- Applications : Principalement destiné à la recherche et aux matériaux fonctionnels avancés.
3. Chimique Méthode de réduction
Les sels d'aluminium sont réduits à l'aide d'hydrogène ou d'alcoolates pour produire une fine poudre d'aluminium métallique.
- Applications : Convient à la production personnalisée à petite échelle.
Classification par morphologie des particules
| Taper | Description | Application |
|---|---|---|
| Poudre d'aluminium sphérique | Granulométrie uniforme, excellente fluidité, densité de tassement élevée | Impression 3D, métallurgie des poudres |
| Poudre d'aluminium irrégulière | Grande surface, frittage facile | Revêtements conducteurs, pâtes électroniques |
| Poudre d'aluminium nano | Extrêmement fin (<100 nm), hautement réactif | Propulseurs aérospatiaux, matériaux détonants |
Principaux domaines d'application
| Industrie | Fonction | Pureté recommandée |
|---|---|---|
| Semi-conducteur | Cibles de pulvérisation cathodique, conditionnement de plaquettes | 5N |
| Emballage électronique | Pâte conductrice, matériaux d'interface thermique | 4N |
| Nouvelle énergie | Feuille arrière PV, revêtements à l'hydrogène | 4N |
| métallurgie des poudres | Composants à base d'aluminium, pièces MIM | 3N |
| Impression 3D | Fabrication additive d'alliages d'aluminium | 3N / 4N |
Différence entre la poudre d'aluminium de haute pureté et la poudre d'aluminium ordinaire
Au-delà de la pureté, la poudre d'aluminium de haute pureté se concentre sur le contrôle du type d'impuretés, la teneur en oxygène, la distribution granulométrique et l'état de surface.
La poudre d'aluminium ordinaire, utilisée principalement dans les revêtements ou les matériaux de construction, ne convient pas aux applications électroniques de précision.
Conclusion
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