Didelio -grynumo aliuminio oksidas (HPA) reiškia aliuminio oksido miltelių medžiagas, kurių grynumas yra 99,99 % arba didesnis. Dėl puikių optinių, elektrinių, šiluminių ir mechaninių savybių jis tapo pagrindine medžiaga, palaikančia šiuolaikinių aukštųjų -technologijų pramonės plėtrą. Nuo LED apšvietimo ir ličio baterijų separatorių iki puslaidininkinių plokštelių ir aukščiausios klasės{5}}optinių komponentų – didelio-grynumo skirtingo grynumo aliuminio oksidas atlieka nepakeičiamą vaidmenį.
4N didelio grynumo{1}} aliuminio oksidas
4N didelio -grynumo aliuminio oksidas (grynumas didesnis arba lygus 99,99%, bendras priemaišų kiekis yra mažesnis arba lygus 100 ppm). Dauguma vietinių įmonių gaminamų didelio -grynumo aliuminio oksido gatavų gaminių yra koncentruoti 4N lygyje ir gali būti naudojami tik vidutinės ir -žemos{9}} klasės įrenginiuose, pvz., integrinių grandynų substratuose, LED fosforuose, poliravimo mikromilteliuose ir aliuminio oksido keramikoje.
Reti{0}}Žemės fosforai
4N didelio -grynumo aliuminio oksidas daugiausia naudojamas retųjų -žemių trichromatiniuose fosforuose – dažniausiai naudojamoje liuminescencinėje medžiagoje, kuri atlieka svarbų vaidmenį apšvietime ir ekrano laukuose. Retosios-žemės fosforai susideda iš aktyvatorių ir pagrindinės matricos; pirmieji yra reti -žemės elementai, o antrieji yra oksidai arba druskos. Pramonėje aukštos{7}}temperatūrinės kietosios{8}fazės sintezės metodas yra pagrindinis retųjų žemių fosforo gamybos procesas. Aliuminato{11}}pagrindiniams produktams reikalingas didelio grynumo aliuminio oksidas.
Integrinių grandynų substratai
Pagrindai, pagaminti iš 99,99 % didelio -grynumo -Al₂O3, turi stabilią dielektrinę konstantą (10), ypač mažus nuostolius (tanδ < 0,0002), didelį šilumos laidumą (30 W/(m·K)) ir izoliacijos atsparumo įtampą > 10 kV/mm. Jie naudojami didelio -dažnio / didelės spartos-lustų ir maitinimo įrenginių substratams ir hermetiškam pakavimui, sprendžiant šilumos išsklaidymo ir elektros izoliacijos problemas. Pavyzdžiui, „Routao New Materials“ naudoja cheminį metodą, kad susintetintų didelio -grynumo nano-aliuminio miltelius, kurių -fazės kiekis yra didelis, grynumas, geras sukepinimo aktyvumas, nedidelis pirminio kristalito dydis ir siauras dalelių pasiskirstymas, o produkto našumas yra panašus į pasaulyje pirmaujančių Japonijos miltelių, didelio grynumo{{14} Praktiškai iš šių miltelių pagamintų plonasluoksnių keraminių substratų tankis yra 3,93 g/cm³, o stiprumas lenkiant net 700 MPa, visiškai panašus į Japonijos Kyocera.
Aliuminis, skirtas ličio baterijų separatoriams
Ličio baterijų separatorių keraminėms dangoms taikomi griežti grynumo, dalelių dydžio, morfologijos, paviršiaus modifikavimo ir gaminio stabilumo reikalavimai, todėl reikalaujama 4N5 arba didesnio grynumo ir nano{2}}skalės didelio-grynumo itin smulkaus aliuminio oksido. Eksperimentinio paruošimo metu proceso parametrai turi būti koreguojami pagal skirtingus taikymo scenarijus. Aliuminio oksido, naudojamo ličio baterijose, atveju ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas dalelių dydžio vienodumui ir paviršiaus charakteristikoms. Pavyzdžiui, Zhejiang Jiupeng New Materials gaminamo akumuliatoriaus -specifinio nano-aliuminio oksido CY-L30D dalelių dydis reguliuojamas 30 ± 5 nm, o grynumas – 99,99 %; ši specifikacija gali veiksmingai pagerinti akumuliatoriaus energijos kaupimo efektyvumą ir saugumą.
Tikslūs keraminiai komponentai
Aliuminio oksido keramikos komponentai atitinka stiprumo, tikslumo, elektrinių savybių ir atsparumo korozijai reikalavimus, keliamus plokštelių gamybai specialioje fizinėje aplinkoje, pavyzdžiui, vakuume ir aukštoje temperatūroje, ir atlieka labai svarbų vaidmenį plokštelių gamybos procese. Integrinių grandynų gamybos procesams tobulėjant link 3 nm ir pažangesnių mazgų, reikalavimai aliuminio oksido keramikos komponentams ir toliau tobulinami, o 4N (didesnis arba lygus 99,99 %) arba aukštesnis itin -aukšto-grynumo aliuminio oksidas tapo standartu ėsdinimo{6} kokybės komponentams. Kaip pavyzdį paėmus ESC atraminį žiedą, iš produkto grynumo reikalavimo padarius išvadą, naudojamų aliuminio oksido miltelių grynumas paprastai turi siekti daugiau kaip 99,95%.
5N didelio grynumo{1}} aliuminio oksidas
Safyro substratai šviesos diodams
Safyro pavieniai kristalai dėl savo unikalios kristalinės struktūros, puikių optinių savybių ir stipraus mechaninio bei cheminio stabilumo buvo plačiai naudojami kaip idealios substrato medžiagos didelės apimties integriniuose grandynuose ir superlaidžiose nanostruktūrinėse plėvelėse, o jų kaina taip pat mažesnė nei SiN substratų. Nuo 1990-ųjų LED apšvietimas vis dažniau naudojamas kaip šaltos šviesos šaltinis, o safyras buvo plačiai naudojamas kaip substrato medžiaga.
Safyrui ruošti naudojamas didelio{0}}grynumo aliuminio oksidas turi būti labai grynas, o drėgmės kiekis žaliavoje turi būti labai mažas. Kai lydosi aukštesnėje nei 2000 laipsnių temperatūroje, vandens buvimas gali sukelti molibdeno tiglio oksidaciją. Pavyzdžiui, 5N didelio -grynumo aliuminio oksido polikristalinė medžiaga, kurią gamina Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd., yra vienintelė žaliava safyro kristalams auginti. Didelis jo grynumas užtikrina, kad galutiniai safyro kristalai pasižymi puikiu šviesos pralaidumu, dideliu kietumu (Moho kietumas iki 9, antras po deimantų) ir gerą cheminį stabilumą.
Kitos-kartos baterijų medžiagos
„Jinghuang Technology“ atliktas tyrimas rodo, kad 5N (99,999 %) aliuminio oksidas yra tinkamas aukštos -įtampos (didesnė arba lygi 4,5 V) arba ilgo -ciklo katodams (pvz., nikelio -turtingam NCM811) ir kietojo kūno{7}}elektrolito modifikavimui. Didesnis grynumas gali sumažinti sąsajų šalutines reakcijas ir pagerinti aukštos -temperatūros stabilumą; pavyzdžiui, -Al₂O3 gali išlaikyti 85,1 % talpos po 100 ciklų esant 45 laipsnių kampui.
Aukštųjų -technologijų pramonės šakose, pvz., kietojo{1}}baterijose, aliuminio oksido grynumo reikalavimai yra aukštesni ir griežtesni, todėl norint sumažinti sąsajos varžą reikia didesnio arba lygaus 99,995 % grynumo, o dalelių dydis turi būti kontroliuojamas submikroniniu lygiu (0,1–1 μm), kad būtų pagerintas jonų laidumas.
Skaidri keramika
Didelio{0}}grynumo aliuminio oksidas yra svarbi skaidri keraminė medžiaga, o vienas iš jos naudojimo būdų yra aukšto slėgio natrio lempų{1}}vamzdžių gamyba. Aukšto -slėgio natrio lempos yra elektriniai šviesos šaltiniai, pasižymintys labai dideliu šviesos efektyvumu. Natrio garų išleidimo metu susidaro aukštesnė nei 1000 laipsnių temperatūra, o stiklinis lempos vamzdis negali atlaikyti stiprios korozijos. Tik pasirodžius didelio-grynumo aliuminio oksido skaidriai keramikai, aukšto slėgio natrio{8} lempos tapo praktiškai pritaikytos. Nano-aliuminio oksido skaidrus korpusas, sudarytas iš polikristalinio nepermatomo didelio-grynumo nano-aliuminio oksido (VK-L100G, 99,999%), naudojamas aukšto-slėgio natrio lempos gaubtuose, o šviesos efektyvumas atidaromas du kartus, o šviesos efektyvumas padidėja daugiau nei gyvsidabrio.
Poliravimo abrazyvai
Nano-aliuminio oksido poliravimo suspensijos reikalauja itin didelio grynumo didelio -grynumo aliuminio oksido, paprastai 4N (99,99 %) arba didesnio, o didelio tikslumo -poliravimui (pvz., puslaidininkiniam CMP) reikia 5 N (99,999 %) ar daugiau. Didelio -grynumo nano-aliuminio oksidas yra stabiliausios struktūros, didžiausio kietumo (Moso 9), stiprios cheminės inertiškumo ir netirpus vandenyje, rūgštyse ir šarmuose. Tinka šlifuoti ir šiurkščiai poliruoti ypač-kietus substratus, tokius kaip safyras ir silicio karbidas, todėl užtikrinamas didelis pašalinimo greitis.