氧化鋁陶瓷具有許多顯著的優(yōu)點(diǎn),如高硬度、耐高溫、耐磨、抗氧化等,廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。但氧化鋁陽(yáng)離子電荷多,半徑小,離子鍵強(qiáng),導(dǎo)致晶格能大,擴(kuò)散系數(shù)低,燒結(jié)溫度高。一些純氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度在1700℃以上,這種高燒結(jié)溫度在工業(yè)上很難普遍實(shí)現(xiàn),也不利于降低成本。同時(shí)結(jié)構(gòu)上也有很多缺點(diǎn),不利于氧化鋁陶瓷的數(shù)據(jù)力學(xué)功能。為了提高氧化鋁陶瓷的致密度和降低燒結(jié)溫度,在原料中引入一些添加劑來降低其燒結(jié)溫度或改善其燒結(jié)機(jī)性能。
形成液相增長(zhǎng)劑的機(jī)理:增長(zhǎng)劑多為碎方致密沉積和NaCl晶體結(jié)構(gòu)。由于晶體結(jié)構(gòu)的差異,它們?cè)贏l2O3中的“溶解度”很小,通過雜質(zhì)聚集在晶界的方法降低了它們?cè)诨w中的含量。隨著連續(xù)燒結(jié),晶界數(shù)量和面積減少,晶界雜質(zhì)濃度增加,晶界共溶溫度降低。當(dāng)達(dá)到一定ji限時(shí),變成液相,提高燒結(jié)和數(shù)據(jù)密度。此類數(shù)據(jù)的內(nèi)部粒度通常非常大。
氧化鋯陶瓷固溶體增強(qiáng)劑的作用機(jī)理:如晶格類型與氧化鋁相同或相近,Cr2O3、Fe2O3能與Al2O3形成無限位移固溶體,TiO2、MnO能與Al2O3形成有限位移固溶體,導(dǎo)致一定程度的晶格畸變。此外,因?yàn)檫@些化合物是變價(jià)化合物,它們可以激活晶格并降低燒結(jié)溫度。他們重要的是通過顆粒擴(kuò)散或界面運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)致密化和改善燒結(jié);大多是增色劑,加入后會(huì)改變瓷片的白狀態(tài);由于這些化合物是變價(jià)化合物,在電場(chǎng)和高溫高濕環(huán)境下容易產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移,導(dǎo)致介電損耗增加,體積電阻率降低。因此,在Al2O3陶瓷基板的配方中,不需要仔細(xì)使用這些化合物。
這種增速器的缺點(diǎn)是:由于這種增速器是在沒有液相的情況下燒結(jié)的,晶體中的孔隙難以填充,氣密性差;并且由于增價(jià)劑是價(jià)化合物,在潤(rùn)濕或電場(chǎng)的作用下,容易產(chǎn)生電子遷移,導(dǎo)致大量的馬達(dá)落地。因此,在陶瓷電路基板行業(yè)中使用這種添加劑是不必要的或謹(jǐn)慎的。
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