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。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97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，97％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，97％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，97%氧化鋁陶瓷要求達到4×10－4。

　　二、熱性能

　　1、平均線膨脹系數陶瓷在升高單位溫度時的相對伸長即平均線膨脹系數是97％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。97％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、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。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。在國家標準GB/T5593－1999規定中沒有97％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系。在國家標準GB/T5593－1999規定，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97%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、97％氧化鋁陶瓷-金屬的封接性能

　　97％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97％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。