碳化硅陶瓷和氧化铝陶瓷各自的优缺点
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2025-07-18 21:03:04
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碳化硅陶瓷与氧化铝陶瓷作为工业陶瓷的两大支柱,因成分与结构差异,在性能与适用场景上呈现鲜明对比。

碳化硅陶瓷的优势集中在极端环境适应性:其热导率高达120-200W/(m·K),是氧化铝的5-10倍,在高温下仍能保持稳定导热,适合半导体设备的散热部件;常温抗弯强度可达400-600MPa,耐磨性是氧化铝的3-5倍,常用于晶圆研磨盘等高频摩擦场景;且对含氟、氯的腐蚀性气体耐受性更强,是刻蚀设备聚焦环的首选材料。

但它的短板也很突出:原料纯度要求极高,烧结需在2000℃以上的惰性气氛中进行,生产成本是氧化铝的4-6倍;脆性更大,抗冲击性能较弱,加工时易产生微裂纹,导致精密部件成品率偏低。

氧化铝陶瓷(纯度90%-95%)的优势在于性价比与加工性:原料易得,烧结温度仅需1600℃左右,适合批量生产;抗弯强度约300-400MPa,虽低于碳化硅,但韧性更优,可加工成复杂形状的腔体、喷嘴等部件。其绝缘性能优异,体积电阻率是碳化硅的10¹⁰倍以上,适合作为半导体设备中的绝缘支撑件。

不过,氧化铝的局限性明显:热导率仅20-30W/(m·K),高温下易因热应力开裂;耐磨性和耐腐蚀性较弱,在含氟等离子体环境中使用寿命仅为碳化硅的1/3。

两者的选择需结合场景权衡:碳化硅适合高频散热、强腐蚀、高磨损的核心部件,如刻蚀机边缘环;氧化铝则在绝缘要求高、形状复杂且成本敏感的场景更具优势,如薄膜沉积设备的载盘。这种互补性让它们共同支撑着半导体、新能源等高端制造领域的材料需求 Jundro Ceramics作为一家专注于精密五轴加工特种陶瓷和特种玻璃的厂家,致力于为半导体零部件制造提供高质量的材料解决方案。

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