Nei settori manifatturieri ad alta precisione come semiconduttori, imballaggi elettronici, nuove energie, stampa 3D e vuoto rivestimento, ad alta purezza polvere di alluminio sta svolgendo un ruolo sempre più critico.
Poiché le industrie richiedono una maggiore conduttività, capacità di formazione di film e purezza del materiale, i tradizionali "fini di alluminio industriale" non sono più in grado di soddisfare questi rigorosi requisiti, dando origine a polvere di alluminio ad alta purezza.
Definizione di polvere di alluminio ad alta purezza
Polvere di alluminio ad alta purezza (HPA) si riferisce a una polvere metallica fine con un contenuto di alluminio ≥99,9% (3N e superiore), caratterizzata da un contenuto di impurità e gas estremamente basso. Di solito si presenta come particelle sferiche o quasi sferiche che vanno da 10–150 μm, con alcuni prodotti che raggiungono la scala nanometrica.
A differenza della comune polvere di alluminio industriale, la polvere di alluminio ad alta purezza mette in risalto tre fattori chiave:
- Elevata purezza: Le impurità come Fe, Si, Cu e Zn sono rigorosamente controllate a livello ppm livello.
- Basso contenuto di ossigeno: Tipicamente sotto 300 ppm, riducendo al minimo la formazione di strati di ossido.
- Stabilità del lotto: Essenziale per i materiali di grado elettronico, garantisce coerenza e tracciabilità.
Purezza Classificazione: Comprendere il valore “N”
Nei materiali ad alta purezza, i livelli di purezza sono indicati dal numero di “N” (ad esempio, 3N = 99,9%).
| Grado | Purezza (%) | Impurità totali (ppm) | Applicazioni tipiche |
|---|---|---|---|
| 3N | 99.9% | ≤1000 ppm | Gestione termica elettronica generale, metallurgia delle polveri |
| 4N | 99.99% | ≤100 ppm | Pasta conduttiva, componenti elettronici |
| 5N | 99.999% | ≤10 ppm | Confezionamento di semiconduttori, target di sputtering, optoelettronica |
Nota: non tutti i materiali etichettati come 4N o 5N soddisfano i veri standard: test precisi e controllo del processo sono fondamentali.
Preparazione Metodi
1. Atomizzazione del gas (VIGA/VAGE)
L'alluminio fuso viene atomizzato sotto argon o azoto ad alta pressione, producendo una polvere sferica.
- Caratteristiche: Eccellente sfericità, elevata fluidità, contenuto di ossigeno controllabile.
- Applicazioni: Ideale per la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione di metalli (MIM).
2. Deposizione fisica da vapore (PVD)
Sotto vuoto, l'alluminio viene evaporato o depositato tramite plasma in una polvere di dimensioni nanometriche o submicroniche.
- Caratteristiche: Purezza ultra elevata (5N+), fine dimensione delle particelle, costi elevati, scala limitata.
- Applicazioni: Principalmente per la ricerca e i materiali funzionali avanzati.
3. Chimico Metodo di riduzione
I sali di alluminio vengono ridotti utilizzando idrogeno o alcolati per produrre polvere metallica fine di alluminio.
- Applicazioni: Adatto per produzioni personalizzate su piccola scala.
Classificazione per morfologia delle particelle
| Tipo | Descrizione | Applicazione |
|---|---|---|
| Polvere di alluminio sferica | Dimensione uniforme delle particelle, eccellente scorrevolezza, elevata densità di riempimento | Stampa 3D, metallurgia delle polveri |
| Polvere di alluminio irregolare | Ampia superficie, facile sinterizzazione | Rivestimenti conduttivi, paste elettroniche |
| Polvere di alluminio nano | Estremamente fine (<100 nm), altamente reattivo | Propellenti aerospaziali, materiali detonanti |
Principali campi di applicazione
| Industria | Funzione | Purezza consigliata |
|---|---|---|
| Semiconduttore | Obiettivi di sputtering, confezionamento di wafer | 5N |
| Imballaggio elettronico | Pasta conduttiva, materiali di interfaccia termica | 4N |
| Nuova Energia | Backsheet PV, rivestimenti all'idrogeno | 4N |
| Metallurgia delle polveri | Componenti in alluminio, parti MIM | 3N |
| Stampa 3D | Leghe di alluminio per la produzione additiva | 3N / 4N |
Differenza tra polvere di alluminio ad alta purezza e polvere di alluminio comune
Oltre alla purezza, la polvere di alluminio ad alta purezza si concentra sul controllo del tipo di impurità, sul contenuto di ossigeno, sulla distribuzione delle dimensioni delle particelle e sullo stato della superficie.
La polvere di alluminio comune, utilizzata principalmente nei rivestimenti o nei materiali da costruzione, non è adatta alle applicazioni elettroniche di precisione.
Conclusione
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