Anwendung von 99% Aluminiumoxidkeramik

99 Aluminiumoxidkeramik (mit ≥99 % Al₂O₃-Gehalt) ist eine hochreine Variante der Aluminiumoxidkeramik mit überlegener Dichte, extrem hoher Härte, ausgezeichneter elektrischer Isolierung und hoher Korrosionsbeständigkeit. Sie wird hauptsächlich in hochpräzisen und rauen Umgebungen wie der Elektronik, Halbleiterindustrie, Automobilindustrie und Medizin eingesetzt. Ihre spezifischen Anwendungsgebiete sind:

1. Elektronik- und Halbleiterindustrie (Kernanwendung)

• Hochpräzise elektronische Substrate: Werden als Substrate für Hochfrequenz-Leistungsbauelemente (z. B. SiC/GaN-MOSFETs) und integrierte Schaltkreise (ICs) verwendet. Seine hohe Wärmeleitfähigkeit (~28 W/(m·K)) und sein geringer dielektrischer Verlust (tanδ < 0,001 bei 1 MHz) ermöglichen eine effiziente Wärmeableitung und stabile Signalübertragung, die für leistungsstarke elektronische Systeme (z. B. Wechselrichter für Fahrzeuge mit neuer Energie, Verstärker für 5G-Basisstationen) von entscheidender Bedeutung sind.

• Halbleiterverarbeitungsteile: Herstellung von Waferträgern, Plasmaätzkammerauskleidungen und Quarzschiffcheneinsätzen. Seine ultrahohe Reinheit (geringer Verunreinigungsgehalt < 0,1 %) verhindert die Kontamination von Wafern; außerdem widersteht es der Korrosion durch säurebasierte Reinigungsmittel und hohen Temperaturen (hält Glühprozessen bei 1200 °C stand) und erfüllt die strengen Anforderungen der Halbleiterherstellung (z. B. 7-nm-/5-nm-Chipproduktion).

• Hochspannungs-Isolationskomponenten: Produziert Isolatoren für Hochspannungs-Vakuumschalter und Mikrowellen-Kommunikationsgeräte. Sein Volumenwiderstand (≥10¹⁶ Ω·cm bei Raumtemperatur) und seine Durchschlagsspannung (≥20 kV/mm) gewährleisten eine zuverlässige Isolierung unter Hochspannung und verhindern so elektrische Durchschläge.

2. Automobilindustrie (High-End-Komponenten)

• Stromversorgungssysteme für Fahrzeuge mit neuer Energie (NEV): Werden als Keramiksubstrate für Chips von Batteriemanagementsystemen (BMS) und Isolierhülsen für Hochspannungssteckverbinder verwendet. Dank ihrer hohen Isolierung und Hitzebeständigkeit (Dauereinsatz bis 1600 °C) eignen sie sich für die Hochtemperatur- und Hochspannungsumgebung von NEV-Batterien und verhindern Kurzschlüsse oder das Durchbrennen von Komponenten.

• Präzisionssensorgehäuse: Herstellung von Gehäusen für Drucksensoren (z. B. Kraftstoffdrucksensoren) und Temperatursensoren in der Automobilindustrie. Seine hohe Dichte (≥3,85 g/cm³) und geringe Wasseraufnahme (<0,01 %) verhindern das Eindringen von Fahrzeugflüssigkeiten (Motoröl, Kühlmittel) und gewährleisten so die Sensorgenauigkeit und lange Lebensdauer.

• Teile für elektrische Antriebssysteme: Wird in kleinen Keramiklagern für Hochgeschwindigkeitsmotoren und Isolierscheiben für Motorstatoren verwendet. Seine hohe Härte (Mohshärte 9,2) und Verschleißfestigkeit verringern den Reibungsverlust und verlängern so die Lebensdauer des Motors (bis zu 500.000 km bei einigen NEV-Modellen).

3. Medizinischer Bereich (Anwendungen mit hoher Biokompatibilität)

• Biomedizinische Implantate: Herstellung künstlicher Gelenkköpfe und Zahnimplantat-Abutments. Die hohe Reinheit (keine toxischen Verunreinigungen) und die gute Biokompatibilität (keine Gewebeabstoßung) ermöglichen eine langfristige Integration in menschliches Gewebe. Die Verschleißfestigkeit (Verschleißrate) < 0,1 mm³/10⁶ Zyklen) gewährleistet die Lebensdauer des Implantats (bis zu 20 Jahre).

• Präzisions-Medizininstrumente: Produziert Komponenten für chirurgische Roboter (z. B. mikromechanische Arme) und hochpräzise Spritzen. Die Maßgenauigkeit (Toleranz ≤ ±0,005 mm) und die glatte Oberfläche (Ra < 0,02 μm) ermöglichen eine präzise Bedienung medizinischer Geräte und eine einfache Sterilisation (beständig gegen Hochtemperatur-Autoklavieren bei 134 °C).

4. Industriemaschinen und Präzisionsgeräte

• Verschleißfeste Präzisionskomponenten: Zur Herstellung von Gleitringdichtungen für Hochdruckpumpen, Präzisionsventilkernen und Keramikdüsen zum Laserschneiden. Seine hohe Druckfestigkeit (≥3800 MPa) und Verschleißfestigkeit (10–20-mal höher als bei Edelstahl) hält rauen Bedingungen wie dem Aufprall von Hochdruckflüssigkeiten und kontinuierlicher Reibung stand und verlängert die Lebensdauer der Teile um das 3–5-fache.

• Hochtemperaturofenteile: Werden als Tiegel zum Schmelzen von Edelmetallen (Gold, Silber) und als Heizelementträger in Industrieöfen verwendet. Seine Hochtemperaturstabilität (Schmelzpunkt ~2050 °C) und Widerstandsfähigkeit gegen Thermoschock (ΔT ≥ 300 °C) verhindern Rissbildung bei schnellen Temperaturänderungen und eignen sich für die Hochtemperaturverarbeitung (z. B. Metallschmelzen, Keramiksintern).

5. Luft- und Raumfahrt und Verteidigung (Anwendungen in speziellen Umgebungen)

• Elektronische Isolierung für die Luft- und Raumfahrt: Wird als Isolierteil für Niederspannungsschaltkreise von Satelliten und Komponenten von Raketenleitsystemen eingesetzt. Die stabile Leistung bei extremen Temperaturen (-200 °C bis 1500 °C) und die Beständigkeit gegen kosmische Strahlung gewährleisten die Zuverlässigkeit der Luft- und Raumfahrtelektronik in rauen Weltraumumgebungen.

• Optische Präzisionskomponenten: Herstellung von Laserradar-(LiDAR)-Fensterlinsen für unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs). Die hohe Lichtdurchlässigkeit (≥ 85 % für sichtbares Licht) und Stoßfestigkeit (hält dem Aufprall von Sandpartikeln mit 100 m/s stand) gewährleisten eine klare optische Erkennung in komplexen Umgebungen.

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