Høy-renhetsalumina (HPA) refererer til aluminiumoksydpulvermaterialer med en renhet på 99,99 % eller høyere. På grunn av sine utmerkede optiske, elektriske, termiske og mekaniske egenskaper, har det blitt et sentralt grunnmateriale som støtter utviklingen av moderne høyteknologisk-industri. Fra LED-belysning og litiumbatteri-separatorer til halvlederskiver og optiske komponenter av høy- ende, spiller høy-renhet aluminiumoksyd av forskjellige renhetsgrader en uerstattelig rolle.
4N høy-alumina
4N aluminiumoksyd med høy-renhet (renhet Større enn eller lik 99,99 %, totalt urenhetsinnhold Mindre enn eller lik 100 ppm). De fleste av de ferdige aluminiumoksydproduktene med høy-renhet produsert av innenlandske bedrifter er konsentrert på 4N-nivå og kan bare brukes i middels-til-lave-applikasjoner, for eksempel integrerte kretssubstrater, LED-fosfor, poleringsmikropulver og alumina-keramikk.
Sjeldne-jordfosforer
4N aluminiumoksyd med høy-renhet brukes hovedsakelig i sjeldne-jordiske trikromatiske fosforer, et ofte brukt selvlysende materiale som spiller en viktig rolle i belysnings- og visningsfelt. Sjeldne-jordfosforer er sammensatt av aktivatorer og en vertsmatrise; førstnevnte er sjeldne-jordelementer, og sistnevnte er oksider eller salter. I industrien er høy-fastfasesyntesemetoden med høy-temperatur hovedproduksjonsprosessen for sjeldne-jordfosfor. For aluminatbaserte-produkter kreves aluminiumoksyd med høy-renhet.
Integrerte kretssubstrater
Substrater laget av 99,99 % høy-renhet -Al₂O₃ har en stabil dielektrisitetskonstant (10), ekstremt lavt tap (tanδ < 0,0002), høy varmeledningsevne (30 W/(m·K)), og isolasjonsmotstandsspenning > 10 kV/mm. De brukes til underlag og hermetisk pakking av høy-frekvente/høy-brikker og strømenheter, og løser problemer med varmespredning og elektrisk isolasjon. For eksempel bruker Routao New Materials en kjemisk metode for å syntetisere høy-nano-aluminiumoksydpulver med høyt -faseinnhold, høy renhet, god sintringsaktivitet, liten primærkrystallittstørrelse og smal partikkelstørrelsesfordeling, med produktytelse som er sammenlignbar med den til verdens ledende japanske pulverbedrifter med høy{14ina renhet. I praktisk bruk har tynne-filmkeramiske substrater laget av dette pulveret en tetthet på 3,93 g/cm³ og en bøyestyrke så høy som 700 MPa, fullstendig sammenlignbar med japanske Kyocera.
Alumina for litiumbatteriseparatorer
Keramiske belegg for litiumbatteriseparatorer har strenge krav til renhet, partikkelstørrelse, morfologi, overflatemodifisering og produktstabilitet, og krever 4N5 eller høyere renhet og ultrafin alumina i nano-skala med høy-renhet. Under eksperimentell forberedelse må prosessparametere justeres for ulike applikasjonsscenarier. For aluminiumoksyd som brukes i litiumbatterier, bør spesiell oppmerksomhet rettes mot partikkelstørrelsens ensartethet og overflateegenskaper. For eksempel har batteri-spesifikk nano-alumina CY-L30D produsert av Zhejiang Jiupeng New Materials en partikkelstørrelse kontrollert til 30 ± 5 nm og en renhet på 99,99 %; denne spesifikasjonen kan effektivt forbedre batterienergilagringsytelsen og sikkerhetsytelsen.
Presisjons keramiske komponenter
Alumina keramiske komponenter oppfyller kravene til styrke, presisjon, elektriske egenskaper og korrosjonsmotstand for wafer-produksjon under spesielle fysiske miljøer som vakuum og høy temperatur, og spiller en svært viktig rolle i wafer-produksjonsprosessen. Etter hvert som produksjonsprosesser for integrerte kretser går mot 3 nm og mer avanserte noder, fortsetter kravene til keramiske komponenter i alumina å oppgraderes, og 4N (Større enn eller lik 99,99%) eller høyere ultra-aluminiumoksyd med høy-renhet har blitt standard for komponenter av etsing-kvalitet. For å ta ESC-støtteringen som et eksempel, etter å ha konkludert fra kravet til produktrenhet, må renheten til aluminiumoksydpulveret som brukes vanligvis nå over 99,95 %.
5N høy-alumina
Safirsubstrater for LED
Enkeltkrystaller av safir, på grunn av deres unike krystallstruktur, utmerkede optiske egenskaper og sterke mekaniske og kjemiske stabilitet, har blitt mye brukt som ideelle substratmaterialer i integrerte kretser i stor skala og superledende nanostrukturerte filmer, og prisen er også lavere enn for SiN-substrater. Siden 1990-tallet har LED-belysning i økende grad blitt tatt i bruk som en kald lyskilde, og safir har blitt mye brukt som underlagsmateriale.
Høy-alumina som brukes til å tilberede safir må ha høy renhet, og fuktighetsinnholdet i råmaterialet må være svært lavt. Når det smeltes ved temperaturer over 2000 grader, kan tilstedeværelsen av vann forårsake oksidasjon av molybdendigelen. For eksempel er det 5N polykrystallinske aluminiumoksydmaterialet med høy-renhet produsert av Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd. det eneste råmaterialet for vekst av safirkrystaller. Dens høye renhet sikrer at de endelige safirkrystallene har utmerket lystransmittans, høy hardhet (Mohs hardhet opp til 9, nest etter diamant) og god kjemisk stabilitet.
Neste-generasjons batterimateriale
Forskning fra Jinghuang Technology indikerer at 5N (99,999 %) alumina er egnet for høy-spenning (større enn eller lik 4,5 V) eller lang-sykluskatoder (som nikkel-rik NCM811) og fast-elektrolyttmodifisering. Høyere renhet kan redusere grensesnittsidereaksjoner og forbedre høy-temperaturstabilitet; for eksempel kan -Al₂O₃ oppnå en kapasitetsbevaring på 85,1 % etter 100 sykluser ved 45 grader .
I høy-teknologiske industrier som solid-batterier, er renhetskravene for alumina høyere og strengere, og krever større enn eller lik 99,995 % renhet for å redusere grensesnittimpedansen, mens partikkelstørrelsen må kontrolleres på submikronnivå (0,1–1 μm) for å forbedre ionisk ledningsevne.
Gjennomsiktig keramikk
Aluminiumoksyd med høy-renhet er et viktig gjennomsiktig keramisk materiale, og en av bruksområdene er produksjon av-høytrykksnatriumlamperør. Høytrykksnatriumlamper er elektriske lyskilder med svært høy lyseffektivitet. Under natriumdamputladning genereres temperaturer over 1000 grader, og glasslamperøret tåler ikke den sterke korrosjonen. Først etter bruken av høy-gjennomsiktig aluminiumoksyd-keramikk ble høytrykksnatriumlamper praktisk talt anvendelige. Den gjennomsiktige nano-alumina-kroppen laget av polykrystallinsk ugjennomsiktig høy-renhet nano-aluminiumoksyd (VK-L100G, 99,999 %) brukes i høytrykksnatriumlampekonvolutter, med lyseffektivitet to ganger så mye som bedre lyseffektivitet for å forbedre lyseffektiviteten.
Slipemidler for polering
Nano-aluminiumoksydpoleringsoppslemming krever ekstremt høy renhet av høy-renhet alumina, vanligvis 4N (99,99 %) eller høyere, mens høy-presisjonspolering (som halvleder CMP) krever 5N (99,999 %) eller høyere. Høy-nano-alumina har den mest stabile strukturen, den høyeste hardheten (Mohs 9), sterk kjemisk inerthet og er uløselig i vann, syrer og alkalier. Den er egnet for sliping og grovpolering av ultra-harde underlag som safir og silisiumkarbid, og gir en høy fjerningshastighet.