Η αλουμίνα υψηλής{0}καθαρότητας (HPA) αναφέρεται σε υλικά σε σκόνη αλουμίνας με καθαρότητα 99,99% ή μεγαλύτερη. Λόγω των εξαιρετικών οπτικών, ηλεκτρικών, θερμικών και μηχανικών ιδιοτήτων του, έχει γίνει βασικό βασικό υλικό που υποστηρίζει την ανάπτυξη σύγχρονων βιομηχανιών υψηλής{3}}τεχνολογίας. Από φωτισμό LED και διαχωριστές μπαταριών λιθίου έως γκοφρέτες ημιαγωγών και οπτικά εξαρτήματα υψηλής-αλουμίνας, η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας διαφορετικών βαθμών καθαρότητας παίζει αναντικατάστατο ρόλο.
Αλουμίνα 4Ν υψηλής-καθαρότητας
Αλουμίνα υψηλής{1}}καθαρότητας 4Ν (καθαρότητα μεγαλύτερη από ή ίση με 99,99%, συνολική περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες Μικρότερη ή ίση με 100 ppm). Τα περισσότερα από-τελικά προϊόντα αλουμίνας υψηλής καθαρότητας που παράγονται από εγχώριες επιχειρήσεις συγκεντρώνονται σε επίπεδο 4Ν και μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο σε εφαρμογές μεσαίου--χαμηλού-, όπως υποστρώματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, φώσφοροι LED, μικροσκόνες στίλβωσης και κεραμικά αλουμίνας.
Σπάνιοι-Φωσφόροι της Γης
Η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας 4Ν χρησιμοποιείται κυρίως σε σπάνιους-τριχρωματικούς φωσφόρους γαιών, ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο υλικό φωταύγειας που παίζει σημαντικό ρόλο στο φωτισμό και στα πεδία προβολής. Οι σπάνιες γαίες-φωσφόρες αποτελούνται από ενεργοποιητές και μια μήτρα ξενιστή. τα πρώτα είναι σπάνια-στοιχεία της γης και τα δεύτερα είναι οξείδια ή άλατα. Στη βιομηχανία, η μέθοδος σύνθεσης φάσης στερεών-υψηλής θερμοκρασίας-είναι η κύρια διαδικασία παραγωγής σπάνιων-φωσφόρων από γαίες. Για προϊόντα με βάση{11}}αλουμίνιο, απαιτείται αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας.
Υποστρώματα Ολοκληρωμένου Κυκλώματος
Υποστρώματα κατασκευασμένα από 99,99% υψηλής-καθαρότητας -Al2O3 έχουν σταθερή διηλεκτρική σταθερά (10), εξαιρετικά χαμηλή απώλεια (tanδ < 0,0002), υψηλή θερμική αγωγιμότητα (30 W/(m·K)) και τάση αντοχής μόνωσης > 10 kV/mm. Χρησιμοποιούνται για υποστρώματα και ερμητικές συσκευασίες τσιπ υψηλής-συχνότητας/υψηλής-ταχύτητας και συσκευών ισχύος, για την επίλυση προβλημάτων απαγωγής θερμότητας και ηλεκτρικής απομόνωσης. Για παράδειγμα, η Routao New Materials χρησιμοποιεί μια χημική μέθοδο για τη σύνθεση υψηλής{11}}καθαρότητας νανο{12}}σκόνης αλουμίνας με υψηλή -περιεκτικότητα σε φάση, υψηλή καθαρότητα, καλή δραστηριότητα πυροσυσσωμάτωσης, μικρό μέγεθος πρωτεύοντος κρυσταλλίτη και περιορισμένη κατανομή μεγέθους σωματιδίων, με απόδοση προϊόντος συγκρίσιμη με αυτή των κορυφαίων ιαπωνικών εταιρειών υψηλής καθαρότητας{13} στον κόσμο. Σε πρακτική χρήση, τα κεραμικά υποστρώματα λεπτού{16}}υμενίου που παρασκευάζονται από αυτή τη σκόνη έχουν πυκνότητα 3,93 g/cm³ και αντοχή σε κάμψη έως και 700 MPa, πλήρως συγκρίσιμη με εκείνα της ιαπωνικής Kyocera.
Αλουμίνα για διαχωριστές μπαταριών λιθίου
Οι κεραμικές επικαλύψεις διαχωριστών μπαταριών λιθίου έχουν αυστηρές απαιτήσεις για καθαρότητα, μέγεθος σωματιδίων, μορφολογία, τροποποίηση επιφάνειας και σταθερότητα προϊόντος, που απαιτούν καθαρότητα 4N5 ή υψηλότερη και εξαιρετικά λεπτή αλουμίνα νανο-υψηλής κλίμακας-καθαρότητας. Κατά τη διάρκεια της πειραματικής προετοιμασίας, οι παράμετροι της διαδικασίας πρέπει να προσαρμοστούν για διαφορετικά σενάρια εφαρμογής. Για την αλουμίνα που χρησιμοποιείται σε μπαταρίες λιθίου, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στην ομοιομορφία του μεγέθους των σωματιδίων και στα χαρακτηριστικά της επιφάνειας. Για παράδειγμα, η συγκεκριμένη μπαταρία-νανο-αλουμίνας CY-L30D που παράγεται από την Zhejiang Jiupeng New Materials έχει μέγεθος σωματιδίων ελεγχόμενο στα 30 ± 5 nm και καθαρότητα 99,99%. αυτή η προδιαγραφή μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την απόδοση αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας και την απόδοση ασφάλειας.
Κεραμικά εξαρτήματα ακριβείας
Τα κεραμικά εξαρτήματα αλουμίνας πληρούν τις απαιτήσεις αντοχής, ακρίβειας, ηλεκτρικών ιδιοτήτων και αντοχής στη διάβρωση της κατασκευής γκοφρετών σε ειδικά φυσικά περιβάλλοντα όπως το κενό και η υψηλή θερμοκρασία και διαδραματίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στη διαδικασία κατασκευής πλακιδίων. Καθώς οι διαδικασίες κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων προχωρούν προς τους κόμβους 3 nm και πιο προηγμένους, οι απαιτήσεις για κεραμικά εξαρτήματα αλουμίνας συνεχίζουν να αναβαθμίζονται, και η αλουμίνα 4N (μεγαλύτερη ή ίση με 99,99%) ή υψηλότερης υπερ-υψηλής-καθαρότητας έχει καταστεί τυπική για εξαρτήματα χάραξης{{6}. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τον δακτύλιο υποστήριξης ESC, μετά από συμπέρασμα από την απαίτηση καθαρότητας του προϊόντος, η καθαρότητα της σκόνης αλουμίνας που χρησιμοποιείται συνήθως πρέπει να υπερβαίνει το 99,95%.
Αλουμίνα 5Ν υψηλής-καθαρότητας
Υποστρώματα Sapphire για LED
Τα μονοκρύσταλλα Sapphire, λόγω της μοναδικής κρυσταλλικής δομής, των εξαιρετικών οπτικών ιδιοτήτων και της ισχυρής μηχανικής και χημικής σταθερότητας, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως ως ιδανικά υλικά υποστρώματος σε ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης-κλίμακας και υπεραγώγιμα νανοδομημένα φιλμ, ενώ η τιμή τους είναι επίσης χαμηλότερη από αυτή των υποστρωμάτων SiN. Από τη δεκαετία του 1990, ο φωτισμός LED έχει υιοθετηθεί όλο και περισσότερο ως πηγή ψυχρού φωτός και το ζαφείρι έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως ως υλικό υποστρώματος.
Η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας που χρησιμοποιείται για την παρασκευή ζαφείρι πρέπει να έχει υψηλή καθαρότητα και η περιεκτικότητα σε υγρασία στην πρώτη ύλη πρέπει να είναι πολύ χαμηλή. Όταν τήκεται σε θερμοκρασίες πάνω από 2000 βαθμούς, η παρουσία νερού μπορεί να προκαλέσει οξείδωση του χωνευτηρίου μολυβδαινίου. Για παράδειγμα, το πολυκρυσταλλικό υλικό αλουμίνας 5Ν υψηλής-καθαρότητας που παράγεται από την Taiyate (Ningxia) New Material Technology Co., Ltd. είναι η μοναδική πρώτη ύλη για την ανάπτυξη κρυστάλλων ζαφείρι. Η υψηλή καθαρότητά του διασφαλίζει ότι οι τελικοί κρύσταλλοι ζαφείρι έχουν εξαιρετική διαπερατότητα φωτός, υψηλή σκληρότητα (σκληρότητα Mohs έως 9, δεύτερη μετά το διαμάντι) και καλή χημική σταθερότητα.
Επόμενης-Γενιάς Υλικά Μπαταριών
Έρευνα από την τεχνολογία Jinghuang δείχνει ότι η αλουμίνα 5N (99,999%) είναι κατάλληλη για υψηλής-τάσης (Μεγαλύτερη ή ίση με 4,5 V) ή καθόδους μεγάλου-κύκλου (όπως το νικέλιο-πλούσιο NCM811) και την τροποποίηση ηλεκτρολυτών σε στερεά{{7}κατάσταση. Η υψηλότερη καθαρότητα μπορεί να μειώσει τις πλευρικές αντιδράσεις της διεπιφανείας και να βελτιώσει τη σταθερότητα σε υψηλές-θερμοκρασίες. για παράδειγμα, το -Al2O3 μπορεί να επιτύχει διατήρηση χωρητικότητας 85,1% μετά από 100 κύκλους στους 45 βαθμούς .
Σε βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίας, όπως οι μπαταρίες στερεάς- κατάστασης, οι απαιτήσεις καθαρότητας για αλουμίνα είναι υψηλότερες και πιο αυστηρές, απαιτώντας μεγαλύτερη ή ίση με 99,995% καθαρότητα για τη μείωση της διεπιφανειακής σύνθετης αντίστασης, ενώ το μέγεθος των σωματιδίων πρέπει να ελέγχεται σε επίπεδο υπομικρών (0,1–1 μm) για βελτίωση της αγωγιμότητας.
Διαφανή Κεραμική
Η αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας είναι ένα σημαντικό διαφανές κεραμικό υλικό και μία από τις χρήσεις της είναι η κατασκευή σωλήνων λαμπτήρων νατρίου υψηλής{{1} πίεσης. Οι λαμπτήρες νατρίου υψηλής-πίεσης είναι πηγές ηλεκτρικού φωτός με πολύ υψηλή φωτεινή απόδοση. Κατά την εκκένωση ατμών νατρίου, δημιουργούνται θερμοκρασίες πάνω από 1000 μοίρες και ο γυάλινος σωλήνας λαμπτήρα δεν μπορεί να αντέξει την ισχυρή διάβρωση. Μόνο μετά την εμφάνιση της-διαφανούς κεραμικής αλουμίνας υψηλής καθαρότητας, οι λαμπτήρες νατρίου υψηλής-πίεσης έγιναν πρακτικά εφαρμόσιμοι. Το διαφανές σώμα νανο{10}}αλουμίνας που σχηματίζεται από πολυκρυσταλλική αδιαφανή αλουμίνα υψηλής-καθαρότητας νανο-αλουμίνας (VK-L100G, 99,999%) χρησιμοποιείται σε φακέλους λαμπτήρων νατρίου υψηλής-πίεσης, με διπλάσια φωτεινή απόδοση βελτιωμένης απόδοσης αποδοτικότητα φωτισμού.
Γυαλιστικά λειαντικά
Οι πολτούς στίλβωσης νανο-αλουμίνας απαιτούν εξαιρετικά υψηλή καθαρότητα αλουμίνας υψηλής{{1}καθαρότητας, συνήθως 4N (99,99%) ή υψηλότερη, ενώ η στίλβωση ακριβείας υψηλής-αλουμίνας (όπως CMP ημιαγωγών) απαιτεί 5N (99,999%) ή μεγαλύτερη. Η νανοαλουμίνα υψηλής-καθαρότητας-έχει την πιο σταθερή δομή, την υψηλότερη σκληρότητα (Mohs 9), ισχυρή χημική αδράνεια και είναι αδιάλυτη σε νερό, οξέα και αλκάλια. Είναι κατάλληλο για λείανση και τραχύ γυάλισμα εξαιρετικά σκληρών υποστρωμάτων όπως ζαφείρι και καρβίδιο του πυριτίου, παρέχοντας υψηλό ποσοστό αφαίρεσης.