Микропрашак силицијум диоксида -класе, високо-, високо уједначен неоргански не- материјал, широко се користи у електронском паковању, полупроводничким уређајима, врхунској- керамици и премазима. Процес обликовања директно утиче на микроструктуру материјала, физичка својства и коначне резултате примене. Овај чланак систематски истражује процес обликовања фузионисаног -микропраха силицијум диоксида, анализира утицај кључних параметара на перформансе производа и представља актуелне главне технологије обликовања и правце оптимизације.
Карактеристике и захтеви за обликовање фузионог силицијумског микропраха-
Микропрашак фузионисаног силицијум диоксида-је аморфни прах силицијум диоксида формиран од кварца високе -чистоће топљењем на високој-температури и брзим хлађењем. Има изузетно низак ниво металних нечистоћа (као што су Фе и Ал), одличну сферичност и добру хемијску и термичку стабилност. Његов процес обликовања мора испунити следеће основне захтеве:
1. Одржавање високе чистоће: Избегавање секундарне контаминације током процеса обликовања осигурава да садржај нечистоћа у финалном производу буде испод нивоа ппм.
2. Контрола згушњавања: Постизање велике запреминске густине кроз оптимизацију процеса како би се задовољили захтеви ниског коефицијента експанзије за електронско паковање и друге области.
3. Контрола дистрибуције величине честица: Обликовани материјал мора имати уједначену дистрибуцију величине честица како би се побољшала течност и пунивост током накнадне обраде.
Главни процеси калупа за фузиони{0}}квалитетни прах
1. Суво пресовање
Суво пресовање је једна од најчешћих метода за формирање праха силицијум диоксида и погодна је за производе једноставног{0}}облика (као што су заптивке и подлоге). Процес укључује:
•Претходна обрада: Површинска модификација фузионисаног праха силицијум диоксида (као што је додавање агенса за спајање) се врши ради побољшања{0}}везивања међу честицама.
• Пресовање: Притисак од 50–300 МПа се примењује у калупу да би се постигло почетно згушњавање кроз преуређивање честица и пластичну деформацију.
•Уклањање калупа и синтеровање: Након вађења из калупа, пресовано зелено тело се обично синтерује на 1000–1200 степени да би се додатно повећала чврстоћа.
Кључни параметри: Превелики притисак може довести до ломљења честица, док недовољан притисак смањује густину зеленог тела. Избор адитива директно утиче на деформацију и коначна механичка својства.
2. Изостатичко пресовање
Изостатичко пресовање користи течност под високим-притиском (као што је уље или вода) за примену изотропног притиска (обично 100–300 МПа) на прах. Погодан је за сложене облике или{4}}прецизне делове. Његове предности укључују:
•Уједначена дистрибуција густине: Избегава дефекте смера сувог пресовања и погодан је за производњу делова са танким{0}}зидовима или специјалним-обликованим деловима.
• Висок потенцијал згушњавања: У комбинацији са накнадним процесом топлог изостатичког пресовања (ХИП), могу се постићи делови са скоро-теоретском густином.
Изазови процеса: Трошкови опреме су високи, а намећу се строги захтеви за течљивост праха, који захтевају гранулацију да би се побољшала својства хране.
3. Ињекционо прешање
Ињекционо ливење је погодно за минијатуризоване, веома сложене делове микропраха од силицијум диоксида (као што су носачи за електронско паковање). Процес укључује:
• Припрема сировине: Микропрашак силицијум диоксида се меша са термопластичним везивом (као што је парафински восак или полиетилен гликол) и затим се обрађује кроз миксер да би се формирала униформна сировина.
• Ињектирање: Сировина се убризгава у калуп на 150–200 степени и након хлађења се извлачи из калупа да би се добило зелено тело.
•Одвезивање и синтеровање: Везиво се уклања растварачем или термичким уклањањем везивања, након чега следи високо{0}}синтеровање ради згушњавања.
Техничке потешкоће: Потпуно уклањање везива је критично; преостали угљеник или органска материја могу изазвати дефекте производа; скупљање при синтеровању мора бити прецизно контролисано да би се обезбедила тачност димензија.
4. Гелцастинг
Гелцастинг је техника обликовања скоро{0}}мрежа-која користи полимеризацију мономера да би се формирала тродимензионална мрежна структура за осигурање праха. Његове предности укључују:
•Мало скупљање: Погодно за производњу великих, веома униформних делова.
• Флексибилност процеса: Садржај чврстих материја (обично 40–60 вол%) може се подесити како би се избалансирала течност и чврстоћа.
Ограничења: Органски мономери могу да унесу нечистоће, што захтева оптимизацију формулације како би се испунили високи захтеви за чистоћом.
Оптимизација процеса и будући трендови
Да би побољшали квалитет фузионисаног -силицијумског диоксида у праху, истраживачи се фокусирају на следеће области:
1. Развој адитива: Помоћна средства за синтеровање у наноразмери (као што су МгО и И₂О₃) могу да смање температуре синтеровања и инхибирају раст зрна.
2. Нумеричка симулација: Анализа коначних елемената се користи за оптимизацију дистрибуције притиска пресовања или дизајн канала за убризгавање да би се смањили дефекти.
3. Зелена обрада: Промоција везива на бази воде-и технологије синтеровања без притиска смањује потрошњу енергије и загађење животне средине.
Закључак
Избор процеса обликовања за прах фузионисаног-силицијум диоксида захтева свеобухватно разматрање облика производа, перформанси и исплативости{1}}. Суво пресовање и изостатичко пресовање су погодни за традиционалне примене, док бризгање и ливење гелом нуде јединствене предности у прецизној производњи. У будућности, са развојем нових система материјала и интелигентних процеса, технологија обликовања праха од силицијум диоксида-квалитета ће додатно промовисати напредак у електронском паковању и врхунској{5}} производњи.
