国内外真空开关管用95%Al_2O_3陶瓷分析

本文通过对不同工艺和不同化学配方的真空开关管用95%Al2O3陶瓷的显微结构进行分析,来研究化学配方及制备工艺对材料性能的影响。此外,通过对比国内外真空开关管用95%Al2O3陶瓷的显微结构,从配方和工艺两个角度,探讨了真空开关管用95%Al2O3陶瓷制备工艺的发展趋势。

95%Al_2O_3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结机理研究

通过对95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结前后显微结构的分析,对不同Mo含量金属化配方的块状烧结体及高纯高致密Al2O3陶瓷表面金属化层显微结构的研究,探讨了95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层的烧结过程,揭示了Mo骨架结构中Mo颗粒间气孔形成的机理。

95%Al_(2)O_(3)陶瓷的MoO_(3)体系低温金属化机理研究

本文采用由MoO_(3)加活化剂组成的配方对氧化铝陶瓷进行低温金属化,通过对氧化铝陶瓷、金属化层的显微结构及元素的分布情况来探索氧化铝陶瓷的低温金属化机理。研究发现金属化层中大部分MoO_(3)还原成活性较好的Mo颗粒,Mo颗粒间相互烧结连通为主体金属海绵骨架,同时少量的Mo氧化物与MnO、Al_(2)O_(3)、SiO 2、CaO等形成玻璃熔体,MnO、Al_(2)O_(3)、SiO 2、CaO之间也会形成MnO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-CaO系玻璃熔体,从而获得致密、Mo金属与玻璃熔体相互缠绕、包裹的金属化层。金属化层中的两种玻璃熔体先后渗透、扩散进入氧化铝陶瓷晶界从而实现陶瓷与金属化层之间的连接。金属化层中还原的Mo金属与Ni层之间形成Mo-Ni合金,从而实现Ni层与金属化层之间的结合。

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃对Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷微波介电性能的影响

研究了ZnO-B2O3-SiO2（ZBS）玻璃对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响。研究表明ZBS的掺入能有效降低Ca[（Li1／3Nb2／3）0.95Zr0.15]O3＋δ陶瓷体系的烧结温度150-200℃，谐振频率温度系数随ZBS掺入量增加及烧结温度的提高，由负值向正值方向移动。在1000℃，掺入质量分数7wt％的ZBN，陶瓷微波介电性能最佳：εr=31．1，Qf=9550GHz，Tf=-8．9ppm／℃，在960℃烧结4小时，可获得介电性能为：εf=28．6，Qf=641OGHz，Tf=-9．8ppm／℃陶瓷样品。

Mo_5Si_3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的制备及摩擦磨损性能

采用机械球磨/热压烧结法制备了Mo5Si3金属陶瓷和Mo5Si3-20%(质量分数,下同)Al_2O_(3p)复相陶瓷,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度计和摩擦磨损试验机等分析了其微观结构、力学性能和摩擦磨损性能。结果表明:Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的主要物相为Mo5Si3、Al_2O_3和少量Mo3Si;复相陶瓷的相对密度、硬度和断裂韧性均高于单相Mo5Si3金属陶瓷的,且其摩擦因数和磨损率较低,摩擦因数随时间的变化较平缓,表现出更好的摩擦磨损性能;与GCr15钢球对磨时,Mo5Si3金属陶瓷的主要磨损机制为黏着和疲劳剥落,Mo5Si3-20%Al_2O_(3p)复相陶瓷的则为磨粒磨损,二者同时存在氧化磨损。

ZnO-B2O3-Na2O玻璃对Ca[(Li1/3Nb2/3)0.95Zr0.15]O3＋δ陶瓷微波介电性能的影响

研究了ZnO-B_2O_3-Na_2O玻璃对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响。研究表明ZBN的掺入能有效降低对Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷体系的烧结温度150～230℃,谐振频率温度系数随ZBN掺入量增加及烧结温度的提高,由负值向正值方向增大。在990℃,掺入3%(质量分数,下同)的ZBN,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.5,Qf=12530GHz,τf=-7.6ppm/℃。

95%Al_2O_3超长热电偶保护管的研制

叙述了95%Al2O3超长热电偶保护管的研制过程及生产工艺流程,探讨了各种因素对生产工艺的影响。

粉体砂磨工艺对SiO2-ZrO2-MgO-CaO助烧95Al2O3陶瓷微观结构与性能的影响

采用砂磨工艺对Al2O3粉体进行研磨,研究了粉体的形貌,以及在SiO2-ZrO2-MgO-CaO烧结助剂作用下烧结粉体得到95Al2O3陶瓷的物相组成、微观结构和力学性能,并与行星球磨工艺下的进行对比。结果表明:砂磨后Al2O3粉体的平均粒径仅为0.2μm,砂磨对粉体具有明显的细化作用,而行星球磨后的中位粒径为2.4μm,与未研磨粉体的相近;烧结砂磨粉体得到陶瓷的物相为Al2O3、Al0.52Zr0.48O1.74、m-ZrO2,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的物相为Al2O3与微量m-ZrO2;烧结砂磨粉体得到陶瓷表面的Al2O3晶粒未异常长大,ZrO2相钉扎在Al2O3晶界,而烧结行星球磨粉体与未研磨粉体的Al2O3晶粒均存在异常长大现象;烧结砂磨粉体得到陶瓷的断裂韧度为(4.6±0.6)MPa·m1/2,高于烧结未研磨和行星球磨粉体的。

低银活性钎料钎接95% Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的研究

针对预金属化法钎接陶瓷与金属工艺复杂以及钎料含银量高问题,设计制备出AgCuSnInTiNi活性钎料箔,并用之对95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33实施真空钎接,分析了接头组织和性能,研究了钎料中钛含量对接头组织和性能的影响。结果表明,随着钛含量的增加,钎料熔点升高,铺展性明显改善,AgCuSnInTiNi钎料可实现95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33的有效连接,形成的钎接接头饱满,无裂纹、溶蚀等缺陷。钎缝组织均匀致密,主要由(Ag),(Cu)及分布于晶界的Cu_2Ti,AgTi化合物组成。由于钎接过程中合金中的Fe,Ni元素溶解,在钎缝与可伐合金的结合界面有少量Fe_2Ti,Ni_3Ti脆性化合物产生。在钎缝与陶瓷的结合界面存在厚约10μm的Ti_3Cu_3O,TiO,TiAl_3反应层,达成陶瓷与钎缝的连接。随着Ti含量增加,钎料与母材反应充分,钎缝组织细化,成分均匀,接头剪切强度增大。但当钛含量大于6%时,接头化合物增多,性能有下降趋势。在钎接温度870℃、保温时间5min、真空度为2.0×10-2Pa条件下,应用Ag42Cu45.8Sn4In2Ti6Ni0.2钎料钎接95%Al_2O_3陶瓷与可伐合金4J33,形成接头的剪切强度达到107MPa。

Ca[(Li_(1/3)Nb_(2/3))_(0.95)Zr_(0.15)]O_(3+δ)陶瓷的低温烧结

研究了ZnO-B2O3-Na2O(ZBN)玻璃及B2O3复合掺杂对陶瓷的烧结性能及微波介电特性的影响.研究表明,在990℃,掺入质量分数3 wt%ZBN+0.7wt%B2O3,陶瓷微波介电性能最佳:εr=31.8,Q f=13230GHz,fτ=-5.2ppm/℃.

(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3纳米粉体合成、透明陶瓷的制备及其荧光性能研究

以稀土硝酸盐和NH_4HCO_3作为原料,采用共沉淀法合成用于制备Eu掺杂Lu_2O_3-Gd_2O_3固溶体透明陶瓷的一系列(Gd_(0.95-x)Lu_xEu_(0.05))_2O_3(x=0~0.95)纳米粉体,并利用XRD、SEM、TEM、BET和TMA手段对合成粉体的性能进行表征。结果表明,经800℃煅烧后的粉体均为立方相的(Gd_(0.95-x)Lu_xEu_(0.05))_2O_3,粉体颗粒细小,呈近球形,且颗粒尺寸分布较均匀。将合成的一系列纳米粉体压制成型,于1700℃真空烧结24 h得到了透明性良好的(Gd_(0.45)Lu_(0.5)Eu_(0.05))_2O_3和(Lu_(0.95)Eu_(0.05))_2O_3透明陶瓷,其在可见光区的最高直线透过率分别为53.5%和62.3%。在254nm激发下,透明陶瓷在612 nm处均呈现出很强的Eu^(3+)的红光发射。(Gd_(0.45)Lu_(0.5)Eu_(0.05))_2O_3透明陶瓷中由于存在Gd^(3+)向Eu^(3+)的有效地能量传递,其发光强度是(Lu_(0.95)Eu_(0.05))_2O_3透明陶瓷的1.7倍。

Al2O3陶瓷/AlSiMg/1A95铝合金间接钎焊接头组织与性能的研究

采用Al-Si-Mg钎料制备了表面Mo-Mn化后镀Ni的Al2O3陶瓷与1A95铝合金真空钎焊接头,研究了钎焊温度和保温时间对钎焊接头组织和剪切性能的影响,并分析了接头的界面微观组织及断口形貌。研究表明,最佳钎焊工艺为580℃×20 min,接头的抗剪强度达到74 MPa,此时接头界面结构为Al2O3/Mo-Mn/Al3Ni/α-Al/1A95。随着钎焊温度的升高,界面处Al3Ni化合物厚度增加;随着保温时间的延长,界面处产生了Al12Mo化合物覆盖在Al3Ni化合物上方。接头的断裂形式均为脆性断裂:当钎焊温度较低保温时间较短时,断裂主要发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。最佳工艺条件下,断裂一部分发生在钎料和镀镍层的反应区内,一部分发生在靠近铝合金与钎料层的界面处。随着钎焊温度或保温时间进一步提高,断裂主要发生在钎料和镀镍层的反应区内。

解决厚壁95%Al_2O_3瓷在热压铸生产线存在的问题

对用95%A l_2O_3瓷制厚壁发射管D B941系列产品会造成塌坑、缩孔、皱纹等缺陷进行了分析,并探索其产生的原因,提出了解决的方法,满足了生产所需。

95%A_l2O_3瓷抗热震性水淬冷测试方法研究

本文提出采用水淬冷法检测95%氧化铝陶瓷材料的抗热震性。水淬冷法能体现出热震后陶瓷内部微裂纹对抗折强度的影响,对于陶瓷的性能检测更具有实际意义。采用临界温差的定义将陶瓷材料的抗热震性定量化,有效区分不同工艺的陶瓷材料热稳定性的优劣。水淬冷法的水浴温度和淬冷时间对临界温差都有很大影响,如需修订新的陶瓷抗热震性标准,必须对水浴温度和淬冷时间加以详细规定。

95%Al_2O_3瓷中温活性法金属化研究

在Mo-Mn法基础上,通过添加CaO、MgO、BaO、TiO2、TiH2等活化剂,研究了95%Al2O3陶瓷的金属化过程及金属化的力学性能,分析比较各种活化剂对金属化过程的影响,并探索其作用基理。

JH-2模型及其在Al_2O_3陶瓷低速撞击数值模拟中的应用

利用现有文献数据以及实验与数值模拟结合的方法得到了Al2O3陶瓷的Johnson-HolmquistⅡ(JH2)本构模型参数,并且基于这种含损伤的动态本构模型,采用LS-DYNA显式有限元软件对Al2O3陶瓷在低速撞击下的破碎过程进行了数值模拟,再现了试件的损伤演化与动态破碎过程。结果表明,Al2O3陶瓷在冲击载荷作用下,主要呈轴向劈裂状破坏;随着输入压缩波加载时间的减小,试件的破碎程度加剧;利用JH-2模型对Al2O3陶瓷在SHPB实验中的动态损伤演化过程的模拟结果与实验回收试件的破碎模式基本一致,从而验证了JH-2模型在模拟低速撞击下陶瓷动态破碎过程的有效性和可行性。

微波烧结和常压烧结对Al_2O_3-ZrO_2陶瓷磨损行为的影响

采用多模微波烧结系统和常压烧结,对Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２复合材料的基本性能进行了研究,提出了相关的磨损机理．与常压烧结相比,微波烧结可以提高ＺＴＡ陶瓷的密度、强度和韧性,使其结构均匀,耐磨性提高．常压烧结样品的磨损主要是晶粒铲平、磨屑填充体内气孔形成光滑的磨损界面;而微波烧结ＺＴＡ陶瓷主要是界面晶粒剥离脱落磨损．载荷的增加使磨损量增大．

Al_2O_3陶瓷材料应变率相关的动态本构关系研究

采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷的动态力学性能进行了研究,得到了材料在较高应变率范围内的动态应力应变曲线。结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系,在较高的应变率范围内,陶瓷材料的动态应力应变关系是应变率相关的;材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大。基于损伤力学的基本理论,给出了Al2O3陶瓷的一维损伤型线性弹脆性本构模型。根据SHPB实验结果确定模型中的参数,得到了Al2O3陶瓷应变率相关的损伤型动态本构方程。

烧结助剂Y_2O_3和Pr_6O_(11)对Al_2O_3陶瓷相对密度和热导率的影响

采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明：两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。

Al_2O_3陶瓷基片电子封装材料研究进展

总结微电子封装技术对封装基片材料性能的要求,介绍Al2O3的多晶转变和典型性能,讨论超细Al2O3粉体的3种制备方法:固相法、气相法和液相法;分析Al2O3陶瓷常用烧结助剂的基本作用和Al2O3陶瓷常用的6种烧结方法:常压烧结法、热压烧结法、热等静压烧结法、微波加热烧结法、微波等离子烧结法和放电等离子烧结法;指出Al2O3陶瓷基片的发展方向。