97氧化鋁陶瓷

　　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?yàn)樗诟哳l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(qiáng)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(gè)特點(diǎn)是其各項(xiàng)機(jī)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(jì)實(shí)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(qiáng)度與該處電流密度之比值。ρν＝EV/jv(Ωcm),式中，EV為直流電場強(qiáng)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(shí)，ρν≥1×1013Ωcm；300℃時(shí)，ρν≥1×1010Ωcm；500℃時(shí)，ρν≥1×108Ωcm。實(shí)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(gè)數(shù)量級。測試體積電阻的儀器通常采用高阻計(jì)。

　　2、直流擊穿強(qiáng)度電氣絕緣材料直流擊穿強(qiáng)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(qiáng)度高達(dá)一定值后，就促進(jìn)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)行耐壓試驗(yàn)，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(qiáng)度，單位：KV/mm。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定要大于18KV/mm。實(shí)際上我們一般可達(dá)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(gè)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(shí)，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(shí)，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(shí)，97%氧化鋁陶瓷要求達(dá)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(shí)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(shí)，a為6.5×10-6－8×10-6/℃。由于陶瓷件一般要與金屬件進(jìn)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(yàn)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5593－1999規(guī)定：將10個(gè)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(jìn)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(gè)試樣均無裂紋，炸裂現(xiàn)象，該性能為合格。

　　三、機(jī)械性能

　　機(jī)械性能是指材料在機(jī)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(diǎn)不同分抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。97％氧化鋁陶瓷抗拉強(qiáng)度一般在160Mpa以上，通常比最好的封接強(qiáng)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(qiáng)度和抗壓強(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(shí)，密度為3.60-3.70g/cm3間；等靜壓成型時(shí)，3.70g/cm3;凝膠法成型可達(dá)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(shí)際上也就規(guī)定了陶瓷本身漏氣率也要達(dá)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(jìn)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(jìn)行封接，組成一個(gè)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(qiáng)度要高，同時(shí)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(qiáng)度，采用標(biāo)準(zhǔn)瓷封接時(shí)，σa≥90Mpa；采用三點(diǎn)法測試時(shí)，σa≥90Mpa。封接件的氣密性，氦氣漏氣率Qk≤1×10-11PaM3/S。