中國粉體網(wǎng)訊  陶瓷材料是人類生活和現(xiàn)代化建設(shè)中不可缺少的一種材料。它是繼金屬材料，非金屬材料之后人們所關(guān)注的無機(jī)非金屬材料中最重要的材料之一。它兼有金屬材料和高分子材料的共同優(yōu)點(diǎn)，在不斷改性的過程中，陶瓷材料以其優(yōu)異的性能在材料領(lǐng)域獨(dú)樹一幟，受到人們的高度重視，在未來的社會(huì)發(fā)展中將發(fā)揮非常重要的作用。其中氧化物陶瓷具有高硬度，高耐磨性、耐腐蝕等特點(diǎn)，特別是其不存在氧化問題，因而作為一種特殊的結(jié)構(gòu)陶瓷材料而有著廣泛的應(yīng)用。

拋光板，來源：日本京瓷

氧化物陶瓷主要包括氧化鎂陶瓷、氧化鋁陶瓷、氧化鈹陶瓷、氧化鋯陶瓷、氧化錫陶瓷、二氧化硅陶瓷、莫來石陶瓷。其中最常用的為氧化鋁陶瓷和氧化鋯陶瓷。

Al₂O₃陶瓷耐高溫，熱導(dǎo)率低，可以用作隔熱材料，例如用于導(dǎo)彈噴管套襯、熱電偶保護(hù)套、噴氣火焰控制器，還可以用作高溫爐管、坩堝等，透明氧化鋁陶瓷還可以用作鈉燈管。在化工應(yīng)用方面，Al₂O₃陶瓷也有較廣泛的用途，例如陶瓷化工填料球、無機(jī)微濾膜、耐腐蝕涂層等。ZrO₂陶瓷材料由于其高熔點(diǎn)、低熱導(dǎo)率和高的抗氧化能力，作為高溫陶瓷可用于耐火材料以及燃爐內(nèi)襯材料。Al₂O₃、ZrO₂還可以制備陶瓷膜用于濕法冶金過程中的各種料液精濾處理；以及泡沫陶瓷材料過濾器用于鑄造過程中金屬液的過濾。

如今，除了以上應(yīng)用，在另一個(gè)重要領(lǐng)域，氧化物陶瓷有著舉足輕重的地位，那就是在半導(dǎo)體設(shè)備方面。據(jù)了解，半導(dǎo)體設(shè)備中會(huì)用到大量的精密陶瓷零部件，而這些陶瓷部件能占到半導(dǎo)體設(shè)備成本的10%以上，其中氧化鋁、氧化鋯等氧化物陶瓷是較為常用的精密部件用陶瓷材料。

例如氧化鋁陶瓷，在半導(dǎo)體刻蝕設(shè)備中，刻蝕機(jī)腔室材料作為晶圓污染的主要來源，等離子刻蝕對(duì)其影響程度決定了晶圓的良率、質(zhì)量、刻蝕工藝的穩(wěn)定性等等。因此，研究和開發(fā)出一種極其耐刻蝕腔體材料成為半導(dǎo)體集成產(chǎn)業(yè)以及等離子刻蝕技術(shù)中一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)的任務(wù)。當(dāng)前，主要采用高純Al₂O₃涂層或Al₂O₃陶瓷作為刻蝕腔體和腔體內(nèi)部件的防護(hù)材料。除了腔體以外，等離子體設(shè)備的氣體噴嘴，氣體分配盤和固定晶圓的固定環(huán)等也需用到氧化鋁陶瓷。再例如在晶圓拋光工藝中，氧化鋁陶瓷可被廣泛應(yīng)用于拋光板、拋光磨墊校正平臺(tái)、真空吸盤等。

氧化鋯陶瓷在半導(dǎo)體設(shè)備中同樣有重要的應(yīng)用，例如陶瓷劈刀，劈刀是引線鍵合過程中的必不可少的工具，其中部分廠家的陶瓷劈刀主要成分為氧化鋯增強(qiáng)氧化鋁，其微觀結(jié)構(gòu)均勻而致密，密度提高到4.3g/cm³。四方相氧化鋯的含量和均勻致密的微觀結(jié)構(gòu)促使鋯摻雜的陶瓷劈刀具有非常優(yōu)異的力學(xué)性能，減少焊線過程中陶瓷劈刀尖端的磨損和更換的次數(shù)。

總之，氧化物陶瓷在半導(dǎo)體設(shè)備中的應(yīng)用遠(yuǎn)比我們想象中的更加廣泛，恰逢當(dāng)前復(fù)雜的國際貿(mào)易形勢(shì)，半導(dǎo)體設(shè)備與材料產(chǎn)業(yè)的迫切需求會(huì)推動(dòng)國產(chǎn)半導(dǎo)體裝備用陶瓷零部件的研發(fā)與生產(chǎn)，這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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