97氧化铝陶瓷介绍

　　氧化铝陶瓷的主要成分是Al2O3。人们通常把Al2O3含量大于75%的陶瓷称为高铝瓷。氧化铝瓷是结构陶瓷中应用最为广泛的的一种陶瓷。因为它在高频下具有优良的电气性能，其介质损耗小、体积电阻率大、强度高、硬度大、线膨胀系数小，而且耐磨性和耐热性也很好。氧化铝陶瓷有97瓷（97%Al2O3）、99瓷（99.99%Al2O3）等。氧化铝瓷的一个特点是其各项机电性能都是随着氧化铝含量的增加而提高，但其不足之处是氧化铝含量的增加伴随着烧成温度的升高，从而给烧结成型工艺带来一定的困难。因此，在一般场合下使用97%～97%的氧化铝瓷较经济实用。对于性能要求特别高的场合才采用99%～99.99%氧化铝瓷。以下是97氧化铝瓷具体综合性能。

　　一、电性能

　　1、体积电阻率绝缘材料的体积电阻率ρν是指试样体积电流方向的直流电场强度与该处电流密度之比值。ρν＝EV/jv(Ωcm),式中，EV为直流电场强度，jv为电流密度。97％氧化铝陶瓷是一种优良的电子绝缘材料，体积电阻率很高，国家标准GB/T5593－1999中规定，100℃时，ρν≥1×1013Ωcm；300℃时，ρν≥1×1010Ωcm；500℃时，ρν≥1×108Ωcm。实际上，目前我国生产的97瓷的体积电阻率比上述规定要高1－2个数量级。测试体积电阻的仪器通常采用高阻计。

　　2、直流击穿强度电气绝缘材料直流击穿强度是指在外加直流电场作用下

　　发生的变化，主要由于内部结构变化所引起的。当电场强度高达一定值后，就促进其内部结构进一步变化，发生绝缘击穿。国家标准GB/T5593－1999规定，97％氧化铝陶瓷是在直流情况下进行耐压试验，当在试样上施加直流电压，使试样发生击穿，击穿电压值与试样的平均厚度之比称为直流击穿强度，单位：KV/mm。国家标准GB/T5593－1999规定要大于18KV/mm。实际上我们一般可达到30－40KV/mm。

　　3、介电常数绝缘材料在交流电场下介质极化程度的一个参数，它是充满某种绝缘材料的电容器与以真空为介质时，同样电极尺寸的电容器的电容量的比值。它代表了材料的一种固有特性。国标规定测试频率为1MHz时，97％氧化铝陶瓷的介电常数9－10之间。

　　4、介质损耗角正切值介质损耗表示材料在交流电场作用下，发生极化或吸收现象，产生电能损失，通常在介质材料上有发热的现象。介质损耗的大小用介质损耗角的正切值来表示。国家标准GB/T5593－1999规定，频率为1MHz时，97%氧化铝陶瓷要求达到4×10－4。

　　二、热性能

　　1、平均线膨胀系数陶瓷在升高单位温度时的相对伸长即平均线膨胀系数是97％氧化铝陶瓷主要性能指标之一。国家标准GB/T5593－1999规定，测试温度为20－500℃，a为6.5×10-6－7.5×10-6/℃；测试温度为20－800℃时，a为6.5×10-6－8×10-6/℃。由于陶瓷件一般要与金属件进行封接，所以要求其膨胀系数要与金属材料的膨胀系数匹配。

　　2、抗热震性指陶瓷材料承受急冷急热的能力。97％氧化铝陶瓷抗热震性能好，能经受高温和急冷急热而不破坏的考验。国家标准GB/T5593－1999规定：将10个陶瓷试样放入800±10℃的加热炉中，保温30分钟后，取出放在石棉板上，自然冷却至室温，然后再将试样放入800℃加热炉中，按上述规定，共进行10次，最后在1％浓度的品红溶液中浸至3分钟，取出用自来水洗净，擦干，在灯光下观察试样，若10个试样均无裂纹，炸裂现象，该性能为合格。

　　三、机械性能

　　机械性能是指材料在机械力作用下而不破坏的能力。通常根据作用力的方向和受力点不同分抗拉强度、抗折强度和抗压强度。97％氧化铝陶瓷抗拉强度一般在160Mpa以上，通常比最好的封接强度要大。在国家标准GB/T5593－1999规定中没有97％氧化铝陶瓷抗拉强度和抗压强度的技术指标。国家标准GB/T5593－1999规定97％氧化铝陶瓷抗折强度为280MPA。

　　四、其它性能

　　1、体积密度97％氧化铝陶瓷体积密度与原材料的选择、制瓷工艺有很大的关系。在国家标准GB/T5593－1999规定，要求97％氧化铝陶瓷的体积密度在3.60g/cm3以上。实际上，制瓷的成型方法不同，97％氧化铝陶瓷的密度差异较大，通常热压铸和注浆法成型时，密度为3.60-3.70g/cm3间；等静压成型时，3.70g/cm3;凝胶法成型可达3.73g/cm3。

　　2、气密性97％氧化铝陶瓷用于微波器件、真空开关管等，要求真空气密性很高。在电子行业标准SJ/T中规定，封接件的漏气率QK≤1×10-11Pa.M3/S.实际上也就规定了陶瓷本身漏气率也要达到上述标准。

　　3、化学稳定性97%氧化铝陶瓷化学稳定性是表征其耐各种化学试剂浸蚀的能力。耐酸性试剂浸蚀的能力称为耐酸性，耐碱性试剂浸蚀的能力称为耐碱性。国家标准GB/T5593－1999规定，将试样放在1：9盐酸或10％氢氧化钠溶液中，溶液加热至100℃，保温1h。抗酸性要求Kh≤7mg/cm2,抗碱性要求Kn≤0.2mg/cm2。

　　4、陶瓷显微结构陶瓷的显微结构系指晶相（主晶相、次晶相）、玻璃相、气相、晶界的组成，含量，分布，形态，粒度分布，均匀度，缺陷，相间物质，畴结构等的相互组合关系。显微结构与制瓷工艺有着密切的关系，直接影响到陶瓷的性能，是提高陶瓷质量，改进工艺的一种研究方法。

　　五、97％氧化铝陶瓷-金属的封接性能

　　97％氧化铝陶瓷作为一类结构陶瓷，要与金属进行封接，组成一个部件。特别是用在微波器件和真空开发管上的97％氧化铝陶瓷通常把陶瓷-金属封接性能作为重要指标来考核。考核的内容：陶瓷-金属封接性能要求强度要高，同时要求气密性要好。在电子行业标准SJ/T《真空开关管用陶瓷管壳》中规定，平均封接强度，采用标准瓷封接时，σa≥90Mpa；采用三点法测试时，σa≥90Mpa。封接件的气密性，氦气漏气率Qk≤1×10-11PaM3/S。