Kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiid (HPA) viitab alumiiniumoksiidi pulbermaterjalidele, mille puhtus on 99,99% või kõrgem. Tänu oma suurepärastele optilistele, elektrilistele, termilistele ja mehaanilistele omadustele on sellest saanud võtmetähtsusega alusmaterjal, mis toetab kaasaegsete kõrgtehnoloogiliste-tööstuse arengut. Alates LED-valgustusest ja liitiumaku eraldajatest kuni pooljuhtplaatide ja kvaliteetsete{5}}optiliste komponentideni on erineva puhtusastmega kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiidil asendamatu roll.
4N kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiid
4N kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiid (puhtus 99,99% või suurem, lisandite kogusisaldus 100 ppm või väiksem). Enamik kodumaiste ettevõtete toodetud kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiidi valmistooteid on koondunud 4N tasemele ja neid saab kasutada ainult keskmise kuni -madala kvaliteediga-rakendustes, nagu integraallülituse substraadid, LED-luminofoorid, poleerimismikropulbrid ja alumiiniumoksiidi keraamika.
Haruldased{0}}Maa fosforid
4N kõrge puhtusastmega -alumiiniumoksiidi kasutatakse peamiselt haruldaste-muldmetallide trikromaatilistes fosforites, mis on sageli kasutatav luminestsentsmaterjal, mis mängib olulist rolli valgustuses ja kuvaväljades. Haruldased-muldfosforid koosnevad aktivaatoritest ja peremeesmaatriksist; esimesed on haruldased{5}muldmuldelemendid ja teised oksiidid või soolad. Tööstuses on haruldaste muldmetallide luminofooride peamine tootmisprotsess kõrgtemperatuuriline Alumiinium{11}}põhiste toodete jaoks on vaja kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi.
Integraallülituste aluspinnad
99,99% kõrge -puhtusastmega -Al₂O₃ valmistatud substraatidel on stabiilne dielektriline konstant (10), äärmiselt väike kadu (tanδ < 0,0002), kõrge soojusjuhtivus (30 W/(m·K)) ja isolatsioonitaluvuspinge > 10 kV/mm. Neid kasutatakse suure -sagedus-/kiire-kiipide ja toiteseadmete substraatide ja hermeetilise pakendamise jaoks, lahendades soojuse hajumise ja elektriisolatsiooniga seotud probleeme. Näiteks kasutab Routao New Materials keemilist meetodit kõrge -puhtusastmega nano-alumiiniumoksiidi pulbri sünteesimiseks, millel on kõrge -faasisisaldus, kõrge puhtusaste, hea paagutamisaktiivsus, väike primaarse kristalliidi suurus ja kitsas osakeste suurusjaotus ning toote jõudlus on võrreldav maailma juhtivate Jaapani pulbriettevõtete omaga, kõrge puhtusastmega{{14} Praktikas on sellest pulbrist valmistatud õhukese{16}kilekeraamiliste substraatide tihedus 3,93 g/cm³ ja paindetugevus kuni 700 MPa, mis on täielikult võrreldav Jaapani Kyocera omadega.
Alumiiniumoksiid liitiumpatareide eraldajatele
Liitiumpatareide separaatori keraamilistele katetele kehtivad ranged nõuded puhtuse, osakeste suuruse, morfoloogia, pinna modifitseerimise ja toote stabiilsuse osas, mis nõuavad 4N5 või kõrgemat puhtust ja nano{2}}skaala kõrge-puhtusega ülipeent alumiiniumoksiidi. Eksperimentaalse ettevalmistamise ajal tuleb protsessi parameetreid kohandada erinevate rakendusstsenaariumide jaoks. Liitiumakudes kasutatava alumiiniumoksiidi puhul tuleks erilist tähelepanu pöörata osakeste suuruse ühtsusele ja pinnaomadustele. Näiteks ettevõtte Zhejiang Jiupeng New Materials toodetud aku-spetsiifilise nano-alumiiniumoksiidi CY-L30D osakeste suurus on 30 ± 5 nm ja puhtus on 99,99%; see spetsifikatsioon võib tõhusalt parandada aku energiasalvestusvõimet ja ohutust.
Täppiskeraamilised komponendid
Alumiiniumoksiidi keraamilised komponendid vastavad vahvlite tootmise tugevuse, täpsuse, elektriliste omaduste ja korrosioonikindluse nõuetele spetsiaalsetes füüsilistes keskkondades, nagu vaakum ja kõrge temperatuur, ning mängivad vahvlite valmistamise protsessis väga olulist rolli. Kuna integraallülituste tootmisprotsessid arenevad 3 nm ja arenenumate sõlmede suunas, täienevad jätkuvalt nõuded alumiiniumoksiidi keraamilistele komponentidele ning 4N (99,99% või rohkem) üli{4}}kõrge{5}}puhtusastmega alumiiniumoksiidist on saanud söövitusklassi komponentide standard. Võttes näiteks ESC tugirõnga, peab pärast toote puhtuse nõude põhjal järeldamist kasutatava alumiiniumoksiidi pulbri puhtus tavaliselt ületama 99,95%.
5N kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiid
Sapphire substraadid LED-ide jaoks
Tänu oma ainulaadsele kristallstruktuurile, suurepärastele optilistele omadustele ning tugevale mehaanilisele ja keemilisele stabiilsusele on safiirist monokristalle laialdaselt kasutatud ideaalsete substraatmaterjalidena suuremahulistes{0}}integraallülitustes ja ülijuhtivates nanostruktuuriga kiledes ning nende hind on ka SiN substraatide omast madalam. Alates 1990. aastatest on LED-valgustit üha enam kasutatud külma valgusallikana ja safiiri on laialdaselt kasutatud alusmaterjalina.
Safiiri valmistamiseks kasutatav kõrge-puhtusastmega alumiiniumoksiid peab olema kõrge puhtusastmega ja tooraine niiskusesisaldus peab olema väga madal. Kui sulatatakse temperatuuril üle 2000 kraadi, võib vee olemasolu põhjustada molübdeenitiigli oksüdeerumist. Näiteks Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd. toodetud 5N kõrge -puhtusastmega alumiiniumoksiidi polükristalliline materjal on ainus safiirkristallide kasvatamise tooraine. Selle kõrge puhtusaste tagab, et lõplikel safiirikristallidel on suurepärane valguse läbilaskvus, kõrge kõvadus (Mohsi kõvadus kuni 9, teisel kohal pärast teemant) ja hea keemiline stabiilsus.
Järgmise-põlvkonna akumaterjalid
Jinghuang Technology uuringud näitavad, et 5N (99,999%) alumiiniumoksiid sobib kõrge-pingega (4,5 V või rohkem) või pika-tsükliga katoodide (nagu nikli-rikas NCM811) ja tahkis{7}}elektrolüüdi modifitseerimiseks. Kõrgem puhtusaste võib vähendada liideste kõrvalreaktsioone ja parandada kõrgete temperatuuride stabiilsust; näiteks -Al₂O3 suudab pärast 100 tsüklit 45 kraadi juures saavutada mahutavuse säilimise 85,1%.
Kõrg-tehnoloogilistes tööstusharudes, nagu tahkis-patareid, on alumiiniumoksiidi puhtusnõuded kõrgemad ja rangemad ning liidese takistuse vähendamiseks on vaja 99,995% või suuremat puhtust, samas kui osakeste suurust tuleb kontrollida submikronilisel tasemel (ioonjuhtivuse parandamiseks 0,1–1 μm).
Läbipaistev keraamika
Kõrge puhtusastmega Kõrgrõhu-naatriumlambid on väga suure valgusefektiivsusega elektrilised valgusallikad. Naatriumi aurulahenduse ajal tekib temperatuur üle 1000 kraadi ja klaasist lambitoru ei talu tugevat korrosiooni. Alles pärast kõrg-puhtusastmega alumiiniumoksiidi läbipaistva keraamika tulekut muutusid kõrgsurvenaatriumlambid praktiliselt kasutatavaks. Nano-alumiiniumoksiidi läbipaistvat korpust, mis on valmistatud polükristallilisest läbipaistmatust kõrge-puhtusega nano-alumiiniumoksiidist (VK-L100G, 99,999%), kasutatakse kõrgrõhu{16}}naatriumlambi ümbristes, mille valgusefektiivsus on kaks korda suurem kui elavhõbedaga võrreldes.
Poleerivad abrasiivid
Nano-alumiiniumoksiidi poleerimispulgad nõuavad ülimalt kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi, tavaliselt 4N (99,99%) või rohkem, samas kui ülitäpne poleerimine (nt pooljuht-CMP) nõuab 5N (99,999%) või rohkem. Kõrge -puhtusastmega nano-alumiiniumoksiidil on kõige stabiilsem struktuur, kõrgeim kõvadus (Mohs 9), tugev keemiline inertsus ning see ei lahustu vees, hapetes ja leelistes. See sobib ülikõvade aluspindade (nt safiir ja ränikarbiid) lihvimiseks ja töötlemata poleerimiseks, tagades suure eemaldamiskiiruse.