آلومینا با خلوص بالا (HPA) به مواد پودر آلومینا با خلوص 99.99٪ یا بالاتر اشاره دارد. به دلیل خواص نوری، الکتریکی، حرارتی و مکانیکی عالی آن، به یک ماده اساسی اصلی برای حمایت از توسعه صنایع پیشرفته- مدرن تبدیل شده است. از روشنایی LED و جداکنندههای باتری لیتیومی گرفته تا ویفرهای نیمهرسانا و اجزای نوری{5}بالا،-آلومینای خلوص بالا با درجههای خلوص مختلف نقش بیبدیلی ایفا میکند.
آلومینا با خلوص 4N بالا
آلومینا با خلوص 4N بالا (خلوص بیشتر یا مساوی 99.99٪، محتوای ناخالصی کل کمتر یا مساوی 100 ppm). اکثر محصولات نهایی آلومینا با خلوص بالا تولید شده توسط شرکتهای داخلی در سطح 4N متمرکز شدهاند و فقط میتوانند در برنامههای متوسط تا{8}پایین{9}}مانند بسترهای مدار مجتمع، فسفرهای LED، میکروپودرهای صیقلدهنده و سرامیکهای آلومینا مورد استفاده قرار گیرند.
-فسفرهای کمیاب زمین
آلومینا با خلوص بالا 4N عمدتاً در فسفرهای نادر تری کروماتیک زمین استفاده میشود، یک ماده درخشان که معمولاً استفاده میشود و نقش مهمی در نورپردازی و میدانهای نمایش دارد. فسفرهای خاکی نادر-از فعال کننده ها و یک ماتریس میزبان تشکیل شده اند. اولی عناصر نادر خاکی-و دومی اکسید یا نمک هستند. در صنعت، روش سنتز فاز جامد با دمای بالا-فرایند اصلی تولید فسفرهای خاکی کمیاب است. برای محصولات{11}}بر پایه آلومینات، آلومینا با خلوص{12}بالا مورد نیاز است.
بسترهای مدار مجتمع
زیرلایه های ساخته شده از 99.99% خلوص-Al2O3 دارای ثابت دی الکتریک (10)، تلفات بسیار کم (tanδ < 0.0002)، هدایت حرارتی بالا (30 W/(m·K)) و ولتاژ مقاومت عایق > 10 کیلو ولت بر میلی متر هستند. آنها برای زیرلایهها و بستهبندی هرمتیک تراشههای-فرکانس/بالا-با سرعت بالا و دستگاههای قدرت، حل مشکلات اتلاف گرما و عایق الکتریکی استفاده میشوند. برای مثال، Routao New Materials از یک روش شیمیایی برای سنتز-ننو{12}}پودر آلومینا با خلوص بالا با -محتوای فاز بالا، خلوص بالا، فعالیت تف جوشی خوب، اندازه کریستالیت اولیه کوچک، و توزیع اندازه ذرات باریک، با عملکرد محصول قابل مقایسه با عملکرد محصول با عملکرد بالا با پودر آلومینای پیشرو{12} در جهان استفاده میکند. در استفاده عملی، لایههای نازک{16} سرامیکی تهیهشده از این پودر دارای چگالی 3.93 گرم بر سانتیمتر مکعب و استحکام خمشی تا 700 مگاپاسکال است که کاملاً با کیوسرا ژاپن قابل مقایسه است.
آلومینا برای جداکننده های باتری لیتیومی
پوششهای سرامیکی جداکننده باتری لیتیومی دارای الزامات سختگیرانه برای خلوص، اندازه ذرات، مورفولوژی، اصلاح سطح و پایداری محصول هستند که به خلوص 4N5 یا بالاتر و آلومینای فوقریز نانو-در مقیاس بالا-نیاز دارند. در طول آماده سازی آزمایشی، پارامترهای فرآیند باید برای سناریوهای کاربردی مختلف تنظیم شوند. برای آلومینا مورد استفاده در باتری های لیتیومی، باید به یکنواختی اندازه ذرات و ویژگی های سطح توجه ویژه ای شود. به عنوان مثال، باتری-نانو{8}}آلومینای خاص CY-L30D تولید شده توسط مواد جدید ژجیانگ جیوپنگ دارای اندازه ذرات کنترل شده در 5 ± 30 نانومتر و خلوص 99.99 درصد است. این مشخصات می تواند به طور موثر عملکرد ذخیره انرژی باتری و عملکرد ایمنی را بهبود بخشد.
قطعات سرامیکی دقیق
اجزای سرامیکی آلومینا استحکام، دقت، خواص الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی نیازهای تولید ویفر را در محیطهای فیزیکی خاص مانند خلاء و دمای بالا برآورده میکنند و نقش بسیار مهمی در فرآیند تولید ویفر دارند. با پیشروی فرآیندهای تولید مدار مجتمع به سمت گرههای 3 نانومتری و پیشرفتهتر، الزامات اجزای سرامیکی آلومینا همچنان ارتقا مییابد و آلومینا 4N (بیشتر یا مساوی 99.99%) یا با خلوص فوقالعاده بالا-برای قطعات اچینگ استاندارد شده است. با در نظر گرفتن حلقه پشتیبانی ESC به عنوان مثال، پس از استنباط از نیاز خلوص محصول، خلوص پودر آلومینا مورد استفاده معمولاً باید به بالای 99.95٪ برسد.
آلومینا با خلوص بالا 5N
بسترهای یاقوت کبود برای LED
تک بلورهای یاقوت کبود به دلیل ساختار کریستالی منحصر به فرد، خواص نوری عالی، و پایداری مکانیکی و شیمیایی قوی، بهطور گسترده به عنوان مواد بستر ایدهآل در مدارهای مجتمع{0}}در مقیاس بزرگ و فیلمهای نانوساختار ابررسانا مورد استفاده قرار گرفتهاند و قیمت آنها نیز کمتر از زیرلایههای SiN است. از دهه 1990، روشنایی LED به طور فزاینده ای به عنوان منبع نور سرد مورد استفاده قرار گرفته است و یاقوت کبود به طور گسترده ای به عنوان یک ماده زیرلایه استفاده می شود.
آلومینا با خلوص بالا-که برای تهیه یاقوت کبود استفاده میشود باید خلوص بالایی داشته باشد و میزان رطوبت موجود در ماده خام باید بسیار کم باشد. هنگامی که در دمای بالاتر از 2000 درجه ذوب می شود، وجود آب می تواند باعث اکسیداسیون بوته مولیبدن شود. به عنوان مثال، مواد پلی کریستالی آلومینا با خلوص 5N بالا تولید شده توسط Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd. تنها ماده خام برای رشد کریستال یاقوت کبود است. خلوص بالای آن تضمین می کند که کریستال های یاقوت کبود نهایی دارای عبور نور عالی، سختی بالا (سختی Mohs تا 9، بعد از الماس دوم) و پایداری شیمیایی خوب هستند.
-نسل بعدی مواد باتری
تحقیقات انجام شده توسط فناوری Jinghuang نشان میدهد که آلومینا 5N (99.999%) برای ولتاژ بالا (بیشتر یا مساوی 4.5 ولت) یا کاتدهای چرخه طولانی (مانند نیکل{{5}غنی NCM811) و اصلاح الکترولیت حالت جامد مناسب است. خلوص بالاتر میتواند واکنشهای جانبی سطحی را کاهش دهد و پایداری دمایی-بالا را بهبود بخشد. برای مثال، -Al2O3 میتواند پس از 100 چرخه در 45 درجه، به حفظ ظرفیت 85.1% دست یابد.
در صنایع{0}فناوری پیشرفته مانند باتریهای{1}حالت جامد، خلوص مورد نیاز برای آلومینا بالاتر و دقیقتر است و برای کاهش امپدانس سطحی به خلوص بیشتر یا مساوی 99.995 درصد نیاز دارد، در حالی که اندازه ذرات باید در سطح زیر میکرون (0.1-1 میکرومتر رسانایی ionic) کنترل شود.
سرامیک شفاف
آلومینا با خلوص بالا یک ماده سرامیکی شفاف مهم است و یکی از کاربردهای آن ساخت لولههای لامپ سدیم با فشار بالا است. لامپهای سدیم{3} پرفشار منابع نور الکتریکی با راندمان نوری بسیار بالا هستند. در هنگام تخلیه بخار سدیم، دمای بالای 1000 درجه ایجاد می شود و لوله شیشه ای لامپ نمی تواند در برابر خوردگی قوی مقاومت کند. تنها پس از ظهور سرامیکهای شفاف آلومینا با خلوص بالا-لامپهای سدیم فشار بالا عملاً قابل استفاده شدند. بدنه شفاف نانو{10}}آلومینای ساخته شده از آلومینا{11}}مادر پلی کریستالی با خلوص بالا- (VK{13}}L100G، 99.999%) در پوششهای لامپ سدیم فشار بالا، با بازشوی لامپهایی که بهوسیله آن بازدهی نورانی دو برابر افزایش مییابد، استفاده میشود. راندمان روشنایی
ساینده های پولیش
دوغاب پولیش نانو{0}}آلومینا به خلوص بسیار بالا از آلومینا با خلوص{{1} بالا، معمولاً 4N (99.99%) یا بالاتر، در حالی که پولیش با دقت بالا (مانند CMP نیمه هادی) به 5N (99.999%) یا بالاتر نیاز دارد. نانو آلومینا با خلوص بالا، پایدارترین ساختار، بالاترین سختی (Mohs 9)، بی اثری شیمیایی قوی، و نامحلول در آب، اسیدها و قلیاها است. برای سنگ زنی و پرداخت خشن زیرلایه های فوق{12}سخت مانند یاقوت کبود و کاربید سیلیکون مناسب است و سرعت حذف بالایی را فراهم می کند.