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95氧化鋁
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氧化鋁陶瓷的主要成分是Al2O3。人們通常把Al2O3含量大于75%的陶瓷稱為高氧化鋁瓷。95氧化鋁瓷是結構陶瓷中應用最為廣泛的的一種陶瓷。因為它在高頻下具有優良的電氣性能,其介質損耗小、體積電阻率大、強度高、硬度大、線膨脹系數小,而且耐磨性和耐熱性也很好。在一般場合下使用95%氧化鋁瓷較經濟實用。對于性能要求特別高的場合才采用99%~99.9%氧化鋁瓷。

  95氧化鋁瓷具體綜合性能。

  一、95%氧化鋁電性能

  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。95%氧化鋁陶瓷是一種優良的電子絕緣材料,體積電阻率很高,國家標準GB/T5593-1999中規定,100℃時,ρν≥1×1013Ωcm;300℃時,ρν≥1×1010Ωcm;500℃時,ρν≥1×108Ωcm。實際上,目前我國生產的95瓷的體積電阻率比上述規定要高1-2個數量級。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生的變化,主要由于內部結構變化所引起的。當電場強度高達一定值后,就促進其內部結構進一步變化,發生絕緣擊穿。國家標準GB/T5593-1999規定,95%氧化鋁陶瓷是在直流情況下進行耐壓試驗,當在試樣上施加直流電壓,使試樣發生擊穿,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。國家標準GB/T5593-1999規定要大于18KV/mm。實際上我們一般可達到30-40KV/mm。

  3、 介電常數 絕緣材料在交流電場下介質極化程度的一個參數,它是充滿某種絕緣材料的電容器與以真空為介質時,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。國標規定測試頻率為1MHz時,95%氧化鋁陶瓷的介電常數9-10之間。

  4、 介質損耗角正切值 介質損耗表示材料在交流電場作用下,發生極化或吸收現象,產生電能損失,通常在介質材料上有發熱的現象。介質損耗的大小用介質損耗角的正切值來表示。國家標準GB/T5593-1999規定,頻率為1MHz時,95%氧化鋁陶瓷要求達到4×10-4。

  二、95%氧化鋁熱性能

  1、平均線膨脹系數 陶瓷在升高單位溫度時的相對伸長即平均線膨脹系數是95%氧化鋁陶瓷主要性能指標之一。國家標準GB/T5593-1999規定,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要與金屬材料的膨脹系數匹配。

  2、抗熱震性 指陶瓷材料承受急冷急熱的能力。95%氧化鋁陶瓷抗熱震性能好,能經受高溫和急冷急熱而不破壞的考驗。國家標準GB/T5593-1999規定: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,炸裂現象,該性能為合格。

  三、95%氧化鋁機械性能

  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。95%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。在國家標準GB/T5593-1999規定中沒有95%氧化鋁陶瓷抗拉強度和抗壓強度的技術指標。國家標準GB/T5593-1999規定95%氧化鋁陶瓷抗折強度為280MPA。 

  四、95%氧化鋁其它性能

  1、體積密度 95%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系。在國家標準GB/T5593-1999規定,要求95%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,95%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3.60-3.70 g/cm3間;等靜壓成型時,3.70 g/cm3;凝膠法成型可達3.73 g/cm3。

  2、 氣密性 95%氧化鋁陶瓷用于微波器件、真空開關管等,要求真空氣密性很高。在電子行業標準SJ/T中規定,封接件的漏氣率QK≤1×10-11Pa.M3/S.實際上也就規定了陶瓷本身漏氣率也要達到上述標準。

  3、 化學穩定性 95%氧化鋁陶瓷化學穩定性是表征其耐各種化學試劑浸蝕的能力。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。國家標準GB/T5593-1999規定,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、 陶瓷顯微結構 陶瓷的顯微結構系指晶相(主晶相、次晶相)、玻璃相、氣相、晶界的組成,含量,分布,形態,粒度分布,均勻度,缺陷,相間物質,疇結構等的相互組合關系。顯微結構與制瓷工藝有著密切的關系,直接影響到陶瓷的性能,是提高陶瓷質量,改進工藝的一種研究方法。

  五、95%氧化鋁陶瓷-金屬的封接性能

  95%氧化鋁陶瓷作為一類結構陶瓷,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管上的95%氧化鋁陶瓷通常把陶瓷-金屬封接性能作為重要指標來考核。考核的內容:陶瓷-金屬封接性能要求強度要高,同時要求氣密性要好。在電子行業標準SJ/T《真空開關管用陶瓷管殼》中規定,平均封接強度,采用標準瓷封接時,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 。


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