陶瓷

浅谈氧化铝陶瓷的添加剂

发布时间:2023/12/2 17:02:58   

1、MgO的作用

MgO是Al2O3烧结过程中的显微结构稳定剂,它可以细化晶粒,大大减小晶界能的差异,削弱晶粒生长的各向异性,抑制不连续的晶粒生长。

由于MgO高温挥发性较强,为了达到良好的效果,常将La2O3或Y2O3同MgO混合引入。La2O3或Y2O3的引入,可以细化晶粒,促进烧结致密化,但会降低致密化的速率。

2、SiO2的作用

原料中SiO2的含量的提高,能显著削弱或消除Na2O杂质对瓷体介电损耗的有害影响。在SiO2存在的情况下,钠离子可以转移到硅酸盐玻璃相中或者形成钠长石(NaO·Al2O3·6SiO2)之类的化合物,从而减少和消除陶瓷中的β-Al2O3,减少了其有害作用。

3、CaO、SrO、BaO的作用

在氧化铝陶瓷里,要得到显微结构致密、晶粒均匀细小的结构,必须含有MgO和微量的CaO。这类添加剂通常用于与其他成分配伍形成低共熔点体系。

4、TiO2、Cr2O3、Fe2O3、MnO2、V2O5的作用

这类添加剂与CaO、MgO、SiO2不同,它们不形成液相,由于他们的晶体结构与Al2O3接近或一样,离子半径接近,故它们在氧化铝里形成有限或无限固溶体,导致晶格发生畸变,且它们均为变价化合物,在烧结过程中,电价还可以发生变化,活化晶格,可显著促进烧结。

这类添加剂的作用规律:①能与Al2O3形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用大;②可变价离子的添加剂比不变价的添加剂的作用大;③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。

这类添加剂的缺点是:由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的(重结晶烧结),故晶体内的气孔较难填平,气密性较差,且由于添加物为变价化合物,在潮湿或电场作用下,易发生电子的迁移,导致电性能下降很多。故在陶瓷电路基板行业中不用或慎用这类添加剂。



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