一种半导体设备用高纯氧化铝精密陶瓷零件

摘要

本发明公开了一种半导体设备用高纯氧化铝精密陶瓷零件，解决了传统的热压铸成型和注射成型法加工精密陶瓷零部件导致的产品变形，如螺纹通规止和止规通等问题，本发明采用冷等静压成型工艺，精确控制成型收缩比和烧结收缩比，直接利用数控车床对烧结前的毛坯加工到位，然后再烧结的工艺方法，一次性完成陶瓷零件的加工，无须烧结后的产品再进行精加工来保证陶瓷零件螺纹公差在±0.03mm以内的要求。同时填补了国内半导体设备用陶瓷零件生产的空白。

主权项

一种半导体设备用高纯氧化铝精密陶瓷零件，其特征在于，通过以下方法制备而成：（1）原材料选择：选用纯度99.5%以上高纯氧化铝造粒粉；（2）冷等静压成型：将高纯氧化铝造粒粉装入橡胶模具或者塑料袋内部，放入装有乳化液的缸体内，施加150‑180MPa的成型压力，冷等静压成型获得毛坯棒料；（3）毛坯棒料粗加工：测定毛坯棒料的烧结收缩率，根据烧结收缩率和产品设计尺寸来确定毛坯棒料的加工尺寸，然后编制数控车床加工程序，加工后获得毛坯体；（4）烧结：将毛坯体放入烧结炉内，1600‑1650℃下高温烧结得烧结半成品；（5）烧结半成品精加工：将烧结半成品的端面进行磨削加工余量，得烧结成品；（6）退火：将烧结成品在退火炉内进行退火处理得退火件；（7）清洗：将退火件放入酸洗液中进行15‑30分钟室温洗净，从酸洗液中取出退火件放入纯水中浸泡10‑20秒，再用纯水冲退火件所有表面至少3次，进行10‑15秒滴干，接着将退火件送到百级洁净室，用纯水冲洗退火件所有表面至少3次，最后将退火件放入盛有纯水的超声波振荡器中，进行20‑30分钟超声波纯水洗净，洗净温度控制在38‑46℃，然后从超声波振荡器中取出退火件得产品；步骤（2）中冷等静压成型的具体参数控制为：1）0MPa升压至150‑180MPa，时间10‑12分钟；2）保压：2‑3分钟；3）卸压：150‑180MPa 降压至50MPa，时间2‑3分钟；4）50MPa降压至0MPa，时间10‑12min分钟；步骤（4）中高温烧结过程各阶段的具体参数控制为：A、室温升温至210℃，时间在8‑10h；B、210℃维持1‑2小时；C、210℃升温至650℃，时间在6‑7h；D、650℃维持2‑3小时；E、650℃升温至1100℃，时间在20‑22h；F、1100℃维持4‑6小时；G、1100℃升温至1500℃，时间在92‑95h；H、1500℃升温至1600‑1650℃，时间在8‑10h；I、1600℃‑1650℃保温2‑4h；J、1600℃‑1650℃降温至850℃，时间在35‑36h；K、温度降至850℃之后自然冷却至室温。