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Plate-shaped Alumina Micropowder · PWA片状氧化铝微粉

行业别名:平板氧化铝 板状氧化铝 单晶平板氧化铝 六角片状氧化铝 PWA Plate Alumina

以进口工业氧化铝粉为主要原料,经特殊处理与高温控制晶粒生长方向制得。颗粒呈独特的正六角平板状结构,硬度高达莫氏九级,磨削力强而不易产生划痕——这是我公司 2018 年起投入半导体基材研磨抛光市场的主力粉体。

Al2O3 含量

99.72%

莫氏硬度

9

晶体形状

正六角平板状

Fe2O3

0.02%

粒度规格

#240–#8000

颜色

近乎透明无色

半导体硅片合格品率一般可达 96% 以上 研磨次数减少 10%–20% 对标 JIS 标准

产品简介与制法

片状氧化铝微粉(PWA)以进口工业氧化铝粉为主要原料,通过特殊处理,在高温下控制晶粒的生长方向,使颗粒长成独特的平板状结构。粉体近乎透明、无色,具有平坦光滑的表面,结晶完好的晶体呈正六角形——这正是它区别于传统磨料的根本所在:传统电熔刚玉与碳化硅磨料的颗粒是等积型或球形,而 PWA 是片状。

我公司自 2018 年起涉足半导体基材研磨抛光用单晶平板氧化铝研磨材料的生产及销售。生产依据企业标准并对标日本 JIS 标准,独特的生产工艺与产品质量管控使颗粒尺寸更为均匀,已稳定供应给国内众多企业。

与其它片状粉体相比,片状氧化铝具有优良的综合性能:熔点高、硬度大、机械强度高、耐磨性好、耐化学侵蚀、抗氧化与耐热性好。

研磨机理

平板状带来的是滑动研磨,不是滚动研磨

这是选用 PWA 的全部理由。颗粒形状决定它在研磨盘与工件之间如何运动,运动方式决定划伤概率、破碎率与最终光洁度。

传统磨料 · 等积型 / 球形

研磨盘 工件表面出现随机划伤

接触点集中,颗粒滚动

研磨压力集中在少数接触点上,颗粒在运动中翻滚。棱角反复啃咬同一位置,容易在工件表面留下深浅不一的随机划痕;颗粒本身也因应力集中而不断破碎,粒度分布随研磨时间漂移。

片状氧化铝 · 平板状(PWA)

研磨盘 工件表面平滑如镜 俯视:正六角形

压力均布,颗粒平行滑动

平板状磨粒在运动中平行于被加工工件表面,产生的是滑动的研磨效果。研磨压力均匀分布在平板状磨粒的整个表面上,颗粒破碎大幅减少,因而能提供更好的磨削效率与表面光洁度,也不容易对工件表面产生随机划伤。

合格品率

提高 10%–15%

以半导体硅片为例,合格品率一般能达到 96% 以上

研磨与抛光次数

减少 10%–20%

实验数据显示,可实现快速研磨与抛光

径厚比

厚度纳米级 · 径向微米级

兼有纳米与微米粉末的双重功效

电镜与颗粒形貌

扫描电镜下的片状晶体

以下为我公司片状氧化铝微粉的扫描电镜照片与颗粒实拍。可以直接看到结晶完好的正六角平板状晶体,以及平坦光滑的晶面。

片状氧化铝微粉扫描电镜照片:颗粒呈正六角形与近圆形的平板状,晶面平坦光滑,侧棱可见生长台阶;同一视野内可见大小两级平板颗粒,均为片状而非等积型或球形
SEM · 平板状晶体 结晶完好者呈正六角形,晶面平坦光滑点图看大图
片状氧化铝微粉扫描电镜照片,大量片状颗粒平行堆叠,显示良好的平行排列性
SEM · 平行排列性 片状颗粒倾向于平行堆叠,抛光时上下表面平行于被抛光面
片状氧化铝研磨材料颗粒实拍,颗粒尺寸均匀,粒度分布集中
颗粒形貌 颗粒尺寸均匀,粒度分布集中
片状氧化铝研磨材料颗粒实拍,同一批次颗粒粒径一致性良好
批次一致性 同批次颗粒粒径一致,无异常粗大颗粒

第一张为我公司的电镜检测原图,其余三张取自产品画册,均为实际生产批次的检测留样。后两张颗粒图的原始电镜参数为 EHT = 3.00 kV、Signal A = SE2、Mag = 1.00 K X、WD = 11.1 mm——参数条位于原图底部,在网页尺寸下无法辨读,故裁去;需要带比例尺的原始图谱,请在询价时一并说明。

产品特性

片状形貌带来的五项使用价值

1 不易划伤,合格品率更高

形状为平板状,对于被磨对象(如半导体硅片等)来说不易划伤,合格品率可提高 10% 至 15%。以半导体硅片为例,合格品率一般能达到 96% 以上。

2 纳米与微米双重功效

片状氧化铝具有较小的厚度与较大的径厚比:厚度方向可以达到纳米级,径向为微米级,因此兼有纳米粉末与微米粉末的双重功效。

3 表面活性适中,易分散不团聚

既能与其它活性基团有效结合,又不易团聚而便于有效分散——这一点决定了研磨液配制的稳定性与免过滤使用的可行性。

4 摩擦力增大,工效提高

平坦光滑的片状表面使摩擦力增大,提高了磨削速度与工效,因此可以减少研磨机的数量、人工与磨削时间。

5 良好的附着力与光学特性

片状氧化铝具有良好的附着力,以及显著的屏蔽效应与反射光线的能力——这也是它同时被用作珠光颜料底材与化妆品添加剂的原因。

性能优势 · 抛光粉:片状氧化铝可制成性能优良的抛光粉,用于高精密电子材料、陶瓷以及光学显微镜等玻璃表面的抛光。由于具有良好的分散稳定性与平行排列性,用作抛光粉时片状颗粒的上下表面基本平行于被抛光材料的表面,因此可以最大可能地避免表面下的损伤,使抛光后的表面依然平滑如镜。

技术指标

化学成分与物理性能

化学成分为我公司产品画册所载检测数据。若您对某项杂质有更严的上限要求(例如 Na2O、Fe2O3),或需要指定 D50 与分布宽度,可在询价时提出,我们按牌号组织生产。

化学成分 · 质量百分比
成分数值(%)
Al2O399.72
SiO20.08
Na2O0.05
Fe2O30.02

检测方法:化学法 / XRF。原料为进口工业氧化铝粉,成分稳定,Fe2O3 控制在 0.02% 一档是半导体与压电晶体工序的关键。

物理性能与形貌
项目指标
莫氏硬度9(高达莫氏九级)
晶体形状平板状(片状),结晶完好者呈正六角形
颜色 / 外观近乎透明、无色,表面平坦光滑
厚度方向可达纳米级
径向微米级
耐热与化学稳定性熔点高、机械强度高、耐磨性好、耐化学侵蚀、抗氧化、耐热性好
分散性表面活性适中,易分散、不易团聚
执行标准企业标准,对标日本 JIS 标准

以上为典型值,以实际批次检测数据为准。

粒度规格

#240 – #8000,按 JIS 标准 D50 交付

微米级粉体的粒度不看筛号看 D50(粒度中值)。同一牌号在沉降管法与电阻法下读数并不相同,订货时请一并说明贵厂采用哪种检测方法,否则双方复检结果会对不上。

粒度规格 · D50(μm)· 对标 JIS 标准
粒度沉降管法 D50 电阻法 D50典型去向
#24060.0 ± 4.057.0 ± 3.0玻壳玻屏、硬质玻璃粗磨
#28052.0 ± 3.048.0 ± 3.0
#32046.0 ± 2.540.0 ± 2.5
#36040.0 ± 2.035.0 ± 2.0
#40034.0 ± 2.030.0 ± 2.0光学玻璃、水晶、石英玻璃研磨
#50028.0 ± 2.025.0 ± 2.0
#60024.0 ± 1.520.0 ± 1.5
#70021.0 ± 1.317.0 ± 1.3
#80018.0 ± 1.014.0 ± 1.0单晶 / 多晶硅片研磨、LCD 玻璃基板
#100015.0 ± 1.011.5 ± 1.0
#120013.0 ± 1.09.5 ± 0.8
#150010.5 ± 1.08.0 ± 0.6
#20008.0 ± 0.76.7 ± 0.6压电石英晶体、化合物半导体精研
#25007.0 ± 0.75.5 ± 0.5
#30005.7 ± 0.74.0 ± 0.5
#4000—3.0 ± 0.4精密陶瓷、蓝宝石、高档轴承球抛光
#6000—2.0 ± 0.4
#8000—1.0 ± 0.3

#4000 及更细的牌号沉降管法已不适用,一律以电阻法读数为准。企业标准型号(10000#、8000#…)与国家标准 W 号、目数的换算关系见 粒度标准与国内外代号对照。

用途

研磨抛光之外,还是功能性粉体

片状氧化铝微粉的用途分两条线:一条是研磨与抛光介质,另一条是利用它片状形貌与光学特性的功能性填料。

01 研磨与抛光

高精密电子材料抛光粉

单晶硅片、压电石英晶体、化合物半导体的研磨和抛光

02 导热填充

提高复合材料导热率的填充剂

片状形貌在基体中形成搭接导热通路

03 陶瓷增韧

提高陶瓷断裂韧性的增强剂

片状晶体在陶瓷基体中起裂纹偏转与桥联作用

04 珠光颜料

珠光颜料底材

平坦晶面带来显著的反射光线能力与屏蔽效应

05 化妆品

化妆品添加剂

近乎透明无色、表面活性适中、易分散

06 陶瓷与玻璃抛光

陶瓷与光学玻璃表面抛光

陶瓷抛光、光学显微镜等玻璃表面抛光

适用的被加工材料(按行业分组)
行业被加工材料推荐粒度
半导体单晶硅片、多晶硅片、化合物半导体材料(砷化镓 GaAs、磷化铟 InP)#800–#3000
压电晶体压电石英晶体、水晶#1000–#4000
显示与光学液晶(LCD)玻璃基板、显像管玻壳玻屏、光学玻璃、石英玻璃、硬质玻璃#240–#1500
晶体陶瓷与精密陶瓷精密陶瓷材料、陶瓷衬件#1500–#8000
轴承与蓝宝石高档轴承球、蓝宝石衬底#2000–#8000
磁性材料各类磁性材料端面研磨#600–#2000

推荐粒度为常规区间,实际选型需结合设备参数、研磨液配比与目标粗糙度确定,建议先索取小批量样品试用。

使用前必读

片状氧化铝微粉属微米、纳米级产品,能否一次试用成功、长期稳定不出划痕,很大程度上取决于进仓、保管与拆包环节的洁净控制,而不只取决于粉体本身。我们为此单独编写了一份操作规范,包含双层包装的正确拆除方式、洗手要求、设备清洗与取粉工具管理。

  • 设备各部位须用蒸馏水彻底清洗,严禁用自来水配料
  • 使用我公司产品勿需过滤
  • 取研磨粉的工具要专号专用,严禁混用

包装与运输

  • 双层包装:内层洁净包装 + 外层防护包装,到厂后按规范脱除外层再入库
  • 25 kg 牛皮纸袋 / 编织袋(微粉常用)
  • 可按客户要求定制包装规格、印刷标识与唛头
  • 托盘打包 + 缠膜,适合叉车装卸与整柜出运

微粉受潮后易结块、影响分散与研磨一致性,应存放于干燥通风处,避免露天堆放与水浸。具体包装规格与发运方案请与销售确认。