氧化鋁助燒結劑簡介

純氧化鋁粉常壓燒結需在1850℃以上,因此常添加助燒結劑來降低燒結溫度。

氧化鋁的助燒結劑有:氧化鉻、氧化鈦、鈣塩(氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣等)、氧化矽、鎂塩(氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂等)、氧化釔、氧化鋯等,其中氧化鋯與鎂塩可同時有抑制氧化鋁晶粒成長的功能(可以讓氧化鋁基板有較高的強度),而鎂塩便宜且容易取得,即使它不是最有效降低氧化鋁的燒結溫度的助燒結劑,依舊成為氧化鋁最常見的選擇之一。

鎂塩的常壓燒結溫度比氧化鋁還高,為什麼還能降低氧化鋁燒結溫度?這是因為鎂離子會進入氧化鋁的結構中,形成鋁鎂尖晶石固溶體,而這鋁鎂尖晶石還會同步抑制氧化鋁晶粒的成長。但是鋁鎂尖晶石密度為3.6g/cm3,氧化鋁的密度為3.98g/cm3,因此在這反應中,會伴隨體積膨脹,容易產生放射型的裂痕。所以鎂塩的添加量需被控制。