97氧化鋁陶瓷介紹

　　氧化鋁陶瓷的主要成分是Al2O3。人們通常把Al2O3含量大于75%的陶瓷稱為高鋁瓷。氧化鋁瓷是結(jié)構(gòu)陶瓷中應(yīng)用最為廣泛的的一種陶瓷。因為它在高頻下具有優(yōu)良的電氣性能，其介質(zhì)損耗小、體積電阻率大、強度高、硬度大、線膨脹系數(shù)小，而且耐磨性和耐熱性也很好。氧化鋁陶瓷有97瓷（97%Al2O3）、99瓷（99.99%Al2O3）等。氧化鋁瓷的一個特點是其各項機電性能都是隨著氧化鋁含量的增加而提高，但其不足之處是氧化鋁含量的增加伴隨著燒成溫度的升高，從而給燒結(jié)成型工藝帶來一定的困難。因此，在一般場合下使用97%～97%的氧化鋁瓷較經(jīng)濟實用。對于性能要求特別高的場合才采用99%～99.99%氧化鋁瓷。以下是97氧化鋁瓷具體綜合性能。

　　一、電性能

　　1、體積電阻率絕緣材料的體積電阻率ρν是指試樣體積電流方向的直流電場強度與該處電流密度之比值。ρν＝EV/jv(Ωcm),式中，EV為直流電場強度，jv為電流密度。97％氧化鋁陶瓷是一種優(yōu)良的電子絕緣材料，體積電阻率很高，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999中規(guī)定，100℃時，ρν≥1×1013Ωcm；300℃時，ρν≥1×1010Ωcm；500℃時，ρν≥1×108Ωcm。實際上，目前我國生產(chǎn)的97瓷的體積電阻率比上述規(guī)定要高1－2個數(shù)量級。測試體積電阻的儀器通常采用高阻計。

　　2、直流擊穿強度電氣絕緣材料直流擊穿強度是指在外加直流電場作用下

　　發(fā)生的變化，主要由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化所引起的。當(dāng)電場強度高達一定值后，就促進其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進一步變化，發(fā)生絕緣擊穿。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定，97％氧化鋁陶瓷是在直流情況下進行耐壓試驗，當(dāng)在試樣上施加直流電壓，使試樣發(fā)生擊穿，擊穿電壓值與試樣的平均厚度之比稱為直流擊穿強度，單位：KV/mm。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定要大于18KV/mm。實際上我們一般可達到30－40KV/mm。

　　3、介電常數(shù)絕緣材料在交流電場下介質(zhì)極化程度的一個參數(shù)，它是充滿某種絕緣材料的電容器與以真空為介質(zhì)時，同樣電極尺寸的電容器的電容量的比值。它代表了材料的一種固有特性。國標(biāo)規(guī)定測試頻率為1MHz時，97％氧化鋁陶瓷的介電常數(shù)9－10之間。

　　4、介質(zhì)損耗角正切值介質(zhì)損耗表示材料在交流電場作用下，發(fā)生極化或吸收現(xiàn)象，產(chǎn)生電能損失，通常在介質(zhì)材料上有發(fā)熱的現(xiàn)象。介質(zhì)損耗的大小用介質(zhì)損耗角的正切值來表示。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定，頻率為1MHz時，97%氧化鋁陶瓷要求達到4×10－4。

　　二、熱性能

　　1、平均線膨脹系數(shù)陶瓷在升高單位溫度時的相對伸長即平均線膨脹系數(shù)是97％氧化鋁陶瓷主要性能指標(biāo)之一。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定，測試溫度為20－500℃，a為6.5×10-6－7.5×10-6/℃；測試溫度為20－800℃時，a為6.5×10-6－8×10-6/℃。由于陶瓷件一般要與金屬件進行封接，所以要求其膨脹系數(shù)要與金屬材料的膨脹系數(shù)匹配。

　　2、抗熱震性指陶瓷材料承受急冷急熱的能力。97％氧化鋁陶瓷抗熱震性能好，能經(jīng)受高溫和急冷急熱而不破壞的考驗。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定：將10個陶瓷試樣放入800±10℃的加熱爐中，保溫30分鐘后，取出放在石棉板上，自然冷卻至室溫，然后再將試樣放入800℃加熱爐中，按上述規(guī)定，共進行10次，最后在1％濃度的品紅溶液中浸至3分鐘，取出用自來水洗凈，擦干，在燈光下觀察試樣，若10個試樣均無裂紋，炸裂現(xiàn)象，該性能為合格。

　　三、機械性能

　　機械性能是指材料在機械力作用下而不破壞的能力。通常根據(jù)作用力的方向和受力點不同分抗拉強度、抗折強度和抗壓強度。97％氧化鋁陶瓷抗拉強度一般在160Mpa以上，通常比最好的封接強度要大。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定中沒有97％氧化鋁陶瓷抗拉強度和抗壓強度的技術(shù)指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定97％氧化鋁陶瓷抗折強度為280MPA。

　　四、其它性能

　　1、體積密度97％氧化鋁陶瓷體積密度與原材料的選擇、制瓷工藝有很大的關(guān)系。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定，要求97％氧化鋁陶瓷的體積密度在3.60g/cm3以上。實際上，制瓷的成型方法不同，97％氧化鋁陶瓷的密度差異較大，通常熱壓鑄和注漿法成型時，密度為3.60-3.70g/cm3間；等靜壓成型時，3.70g/cm3;凝膠法成型可達3.73g/cm3。

　　2、氣密性97％氧化鋁陶瓷用于微波器件、真空開關(guān)管等，要求真空氣密性很高。在電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T中規(guī)定，封接件的漏氣率QK≤1×10-11Pa.M3/S.實際上也就規(guī)定了陶瓷本身漏氣率也要達到上述標(biāo)準(zhǔn)。

　　3、化學(xué)穩(wěn)定性97%氧化鋁陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性是表征其耐各種化學(xué)試劑浸蝕的能力。耐酸性試劑浸蝕的能力稱為耐酸性，耐堿性試劑浸蝕的能力稱為耐堿性。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定，將試樣放在1：9鹽酸或10％氫氧化鈉溶液中，溶液加熱至100℃，保溫1h。抗酸性要求Kh≤7mg/cm2,抗堿性要求Kn≤0.2mg/cm2。

　　4、陶瓷顯微結(jié)構(gòu)陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)系指晶相（主晶相、次晶相）、玻璃相、氣相、晶界的組成，含量，分布，形態(tài)，粒度分布，均勻度，缺陷，相間物質(zhì)，疇結(jié)構(gòu)等的相互組合關(guān)系。顯微結(jié)構(gòu)與制瓷工藝有著密切的關(guān)系，直接影響到陶瓷的性能，是提高陶瓷質(zhì)量，改進工藝的一種研究方法。

　　五、97％氧化鋁陶瓷-金屬的封接性能

　　97％氧化鋁陶瓷作為一類結(jié)構(gòu)陶瓷，要與金屬進行封接，組成一個部件。特別是用在微波器件和真空開發(fā)管上的97％氧化鋁陶瓷通常把陶瓷-金屬封接性能作為重要指標(biāo)來考核。考核的內(nèi)容：陶瓷-金屬封接性能要求強度要高，同時要求氣密性要好。在電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T《真空開關(guān)管用陶瓷管殼》中規(guī)定，平均封接強度，采用標(biāo)準(zhǔn)瓷封接時，σa≥90Mpa；采用三點法測試時，σa≥90Mpa。封接件的氣密性，氦氣漏氣率Qk≤1×10-11PaM3/S。