Chrome Oxide for Sputtering Targets and Varistors: Purity at the ppm Scale
Two very different components — a plasma-deposited coating and a ceramic surge protector — share one raw material and one obsession: chemical Reinheit measured in parts per million.
Cr₂O₃ Sputtering Targets
Chromium oxide coatings are the industrial standard for wear resistance: anilox rolls, pump seals, wire guides, textile machinery. The coatings are typically reactively sputterned or deposited from sintered Cr₂O₃ targets, and film quality is a direct photograph of powder quality.
| ImReinheit in powder | Effect in film |
|---|---|
| Alkali (Na, K) | Vapor-phase contamination, poor adhesion at the interface |
| Iron | Micro-arc defects, localized colour shift |
| Magnetic particles | Arcing on the target surface, pinholes in the film |
EG-99H at ≤50 ppm Na₂O, ≤100 ppm Fe and ≤5 ppm magnetic impurities is the feed stock that lets a target house guarantee its own product.
ZnO Varistors: Chemistry at the Grain Boundary
A ZnO Varistor is a polycrystalline ceramic whose non-linear I-V curve lives almost entirely in a few nanometers of grain-boundary chemistry. The classic formulation — ZnO plus Bi₂O₃, Sb₂O₃, MnO, CoO and Cr₂O₃ — builds a double Schottky barrier at every Korngrenze. Chromium stabilizes the boundary phase and suppresses the electrical aging that shifts clamping voltage over the surge lifetime.
Too much sodium or iron in that boundary chemistry, and the non-linearity coefficient α degrades; the device becomes a mediocre resistor. The doping window is small — which is exactly why Varistor makers buy Elektronik-Qualität Cr₂O₃ and not pigment.
Two Grades, Two Jobs
- EG-99 — the volume electronic grade for Varistor doping and thick-film work: ≥99.2 %, Na₂O ≤100 ppm.
- EG-99H — the clean-room grade for targets and premium dielectrics: ≥99.5 %, Na₂O ≤50 ppm, iron and magnetics tightened to target-house levels.
WEITERLESEN
Target-Häuser kaufen kein Pulver; sie kaufen eine Versicherung gegen Arcing. Das Pulver macht 1–3 % der Materialkosten des Targets aus, entscheidet aber, ob das Target sein Lebensende erreicht oder in einem Schauer von Mikroarcs stirbt — deshalb ist das billigste Angebot meist der teuerste Einkauf. Unsere Regel ist einfach, und wir sagen sie klar: Eine Elektronikcharge, die den Magnettest nicht besteht, wird nie versendet. Keine Ausnahmen, keine Zugeständnisse. EG-99H ist eine Disziplin, kein Zertifikat — getrennte Linie, entionisiertes Wasser, keramisch ausgekleidete Mühlen, Reinraumverpackung — und wenn ein Kunde uns auditiert, führen wir ihn über die Produktionsfläche, nicht durch den Prospekt. Das ist es, was ppm-Reinheit tatsächlich kostet — und was sie wert ist.
HÄUFIGE FRAGEN
EG-99 oder EG-99H für Sputtertargets? EG-99H — die Grenzwerte Na₂O ≤50 ppm und magnetisch ≤5 ppm existieren speziell für Target-Häuser; EG-99 (Na₂O ≤100 ppm, D50 0,6–1,5 μm) deckt Varistordotierung und Dickschicht-Anwendungen ab.
Kann ich pigmenttypisches Cr₂O₃ verwenden und Geld sparen? Pigmentware läuft bei 500–3000 ppm Na₂O und bringt magnetische Begleitmetalle aus Pigmentmühlen mit; ein einziges Arcing-Ereignis kostet mehr als jahrelange Pulverersparnis. Tun Sie es nicht.
Wie wird der magnetische Gehalt ≤5 ppm gemessen? Eine dispergierte Probe passiert einen Seltene-Erden-Magneten, und die abgeschiedene Fraktion wird gewogen; das Ergebnis geht auf jedem EG-99H-Zertifikat mit.
Welche Partikelgröße brauchen Targethersteller? D50 0,3–0,8 μm für EG-99H, mit der vollständigen, pro Charge zertifizierten Partikelgrößenverteilung — eng und fein verdichtet Grünkörper gleichmäßig und sintert zu höherer Dichte.
Spielt Natrium auch bei ZnO-Varistoren eine Rolle? Ja — Natrium wandert zu den Korngrenzen, verschlechtert die Doppel-Schottky-Barriere und beschleunigt die elektrische Alterung; Varistorhersteller kaufen EG-99 aus demselben Grund, aus dem Target-Häuser EG-99H kaufen.