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95氧化铝
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氧化铝陶瓷的主要成分是Al2O3。人们通常把Al2O3含量大于75%的陶瓷称为高氧化铝瓷。95氧化铝瓷是结构陶瓷中应用最为广泛的的一种陶瓷。因为它在高频下具有优良的电气性能,其介质损耗小、体积电阻率大、强度高、硬度大、线膨胀系数小,而且耐磨性和耐热性也很好。在一般场合下使用95%氧化铝瓷较经济实用。对于性能要求特别高的场合才采用99%~99.9%氧化铝瓷。

  95氧化铝瓷具体综合性能。

  一、95%氧化铝电性能

  1、 体积电阻率 绝缘材料的体积电阻率ρν是指试样体积电流方向的直流电场强度与该处电流密度之比值。ρν=EV/jv(Ωcm),式中,EV为直流电场强度,jv为电流密度。95%氧化铝陶瓷是一种优良的电子绝缘材料,体积电阻率很高,国家标准GB/T5593-1999中规定,100℃时,ρν≥1×1013Ωcm;300℃时,ρν≥1×1010Ωcm;500℃时,ρν≥1×108Ωcm。实际上,目前我国生产的95瓷的体积电阻率比上述规定要高1-2个数量级。测试体积电阻的仪器通常采用高阻计。

  2、 直流击穿强度 电气绝缘材料直流击穿强度是指在外加直流电场作用下发生的变化,主要由于内部结构变化所引起的。当电场强度高达一定值后,就促进其内部结构进一步变化,发生绝缘击穿。国家标准GB/T5593-1999规定,95%氧化铝陶瓷是在直流情况下进行耐压试验,当在试样上施加直流电压,使试样发生击穿,击穿电压值与试样的平均厚度之比称为直流击穿强度,单位:KV/mm。国家标准GB/T5593-1999规定要大于18KV/mm。实际上我们一般可达到30-40KV/mm。

  3、 介电常数 绝缘材料在交流电场下介质极化程度的一个参数,它是充满某种绝缘材料的电容器与以真空为介质时,同样电极尺寸的电容器的电容量的比值。它代表了材料的一种固有特性。国标规定测试频率为1MHz时,95%氧化铝陶瓷的介电常数9-10之间。

  4、 介质损耗角正切值 介质损耗表示材料在交流电场作用下,发生极化或吸收现象,产生电能损失,通常在介质材料上有发热的现象。介质损耗的大小用介质损耗角的正切值来表示。国家标准GB/T5593-1999规定,频率为1MHz时,95%氧化铝陶瓷要求达到4×10-4。

  二、95%氧化铝热性能

  1、平均线膨胀系数 陶瓷在升高单位温度时的相对伸长即平均线膨胀系数是95%氧化铝陶瓷主要性能指标之一。国家标准GB/T5593-1999规定,测试温度为20-500℃,a为6。5×10-6-7。5×10-6/℃;测试温度为20-800℃时,a为6。5×10-6-8×10-6/℃。由于陶瓷件一般要与金属件进行封接,所以要求其膨胀系数要与金属材料的膨胀系数匹配。

  2、抗热震性 指陶瓷材料承受急冷急热的能力。95%氧化铝陶瓷抗热震性能好,能经受高温和急冷急热而不破坏的考验。国家标准GB/T5593-1999规定:将10个陶瓷试样放入800±10℃的加热炉中,保温30分钟后,取出放在石棉板上,自然冷却至室温,然后再将试样放入800℃加热炉中,按上述规定,共进行10次,最后在1%浓度的品红溶液中浸至3分钟,取出用自来水洗净,擦干,在灯光下观察试样,若10个试样均无裂纹,炸裂现象,该性能为合格。

  三、95%氧化铝机械性能

  机械性能是指材料在机械力作用下而不破坏的能力。通常根据作用力的方向和受力点不同分抗拉强度、抗折强度和抗压强度。95%氧化铝陶瓷抗拉强度一般在160Mpa以上,通常比最好的封接强度要大。在国家标准GB/T5593-1999规定中没有95%氧化铝陶瓷抗拉强度和抗压强度的技术指标。国家标准GB/T5593-1999规定95%氧化铝陶瓷抗折强度为280MPA。 

  四、95%氧化铝其它性能

  1、体积密度 95%氧化铝陶瓷体积密度与原材料的选择、制瓷工艺有很大的关系。在国家标准GB/T5593-1999规定,要求95%氧化铝陶瓷的体积密度在3.60g/cm3以上。实际上,制瓷的成型方法不同,95%氧化铝陶瓷的密度差异较大,通常热压铸和注浆法成型时,密度为3.60-3.70 g/cm3间;等静压成型时,3.70 g/cm3;凝胶法成型可达3.73 g/cm3。

  2、 气密性 95%氧化铝陶瓷用于微波器件、真空开关管等,要求真空气密性很高。在电子行业标准SJ/T中规定,封接件的漏气率QK≤1×10-11Pa.M3/S.实际上也就规定了陶瓷本身漏气率也要达到上述标准。

  3、 化学稳定性 95%氧化铝陶瓷化学稳定性是表征其耐各种化学试剂浸蚀的能力。耐酸性试剂浸蚀的能力称为耐酸性,耐碱性试剂浸蚀的能力称为耐碱性。国家标准GB/T5593-1999规定,将试样放在1:9盐酸或10%氢氧化钠溶液中,溶液加热至100℃,保温1h。抗酸性要求Kh≤7mg/cm2,抗碱性要求Kn≤0。2mg/cm2。

  4、 陶瓷显微结构 陶瓷的显微结构系指晶相(主晶相、次晶相)、玻璃相、气相、晶界的组成,含量,分布,形态,粒度分布,均匀度,缺陷,相间物质,畴结构等的相互组合关系。显微结构与制瓷工艺有着密切的关系,直接影响到陶瓷的性能,是提高陶瓷质量,改进工艺的一种研究方法。

  五、95%氧化铝陶瓷-金属的封接性能

  95%氧化铝陶瓷作为一类结构陶瓷,要与金属进行封接,组成一个部件。特别是用在微波器件和真空开发管上的95%氧化铝陶瓷通常把陶瓷-金属封接性能作为重要指标来考核。考核的内容:陶瓷-金属封接性能要求强度要高,同时要求气密性要好。在电子行业标准SJ/T《真空开关管用陶瓷管壳》中规定,平均封接强度,采用标准瓷封接时,σa≥90Mpa;采用三点法测试时,σa≥90Mpa。封接件的气密性,氦气漏气率Qk≤1×10-11PaM3/S 。


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