Al_2O_3透明陶瓷及其快速烧结

本文叙述了一种高透明度(94.1～96.0％)、低温烧结(1700℃)和快速烧结(四小时周期)的AI_2O_3透明瓷的配方和工艺。确定了固相扩散的烧结模式。对烧结初期进行了理论计算。应用SEM、XPS和IMMA等对陶瓷断面进行了分析,确认陶瓷致密化的基本原因是固溶体机理。     

高导热氮化硅陶瓷的快速制备和性能控制

氮化硅陶瓷力学性能优异,理论热导率高,是大功率电力电子器件的关键热管理材料。但是,高导热氮化硅陶瓷烧结温度高、保温时间长,因此制备成本居高不下,对于产业化应用不利。本研究提出了一种快速制备高导热氮化硅陶瓷的方案。以Y2O3-MgO-C作为烧结助剂,以高纯硅粉作为起始原料,通过流延成型和硅粉氮化制备素坯,在1900℃、0.6MPa保温2h制备出高导热氮化硅陶瓷。研究了C的添加量对于氮化硅陶瓷的致密化、晶相、微结构、力学性能以及热导率的影响规律。最终制备的氮化硅陶瓷密度可以达到99%以上,热导率达到98W/m·K。     

原位生长柱状晶氧化铝陶瓷材料的制备

按96瓷配比,在α-Al2O3中加入烧结助剂(氟化钙-高岭土),通过水基凝胶注模成型出氧化铝陶瓷坯片.在1570℃,2 h条件下无压烧结,制备出原位生长棒状晶自增韧氧化铝陶瓷.研究结果表明:1570℃烧结时完全生成棒状晶,棒晶呈现三维网络状交织在一起,样品的体积密度达到了3.77 g/cm3.而不含氟化物添加剂的样品在1500～1600℃下烧结时,不能生成氧化铝棒晶,基本呈椭球状或球状.加入少量的氟化物,经过高温烧结,即可在组织内部原位生成棒状晶,这样棒状晶就起到了纤维或晶须的强韧化作用,大大提高了96瓷氧化铝陶瓷的力学性能,断裂韧性达到了5.25 MPa·m1/2,比传统96瓷氧化铝韧性提高了60%.     

多元纳米电压敏粉体的烧结动力学研究

采用溶胶–凝胶方法合成了粉径为20 nm的多元纳米电压敏粉体,将纳米粉体用冷等静压成型制备成高密度的坯体,然后对坯体进行高温烧结。研究了烧结过程中多元纳米电压敏粉体的晶粒形成和晶粒长大的动力学行为。在晶粒形成初期以表面扩散方式传质,通过实验和计算得到多元纳米粉体的晶粒长大的激活能为(364±24)kJ/mol。     

钛酸锌镁介质陶瓷的制备与介电性能

采用固相合成法制备了Mg0.22Zn0.78TiO3(简称MZT)化合物陶瓷粉体,研究了烧结助剂及Ca O掺杂对MZT介质陶瓷的烧结和介电性能的影响。实验结果表明,掺杂少量的Ca O能改善MZT陶瓷的介电性能,加入质量分数为10%烧结助剂,能获得一种能在较低温度下烧结的MZT系瓷料,烧结温度为1 000℃时,测得陶瓷样品的最佳介电性能:相对介电常数约为21,介质损耗小于1.5×10-4,介电常数温度系数符合C0G瓷料的要求。     

大力加强精细陶瓷的基础研究和应用开发——参加1990年日本陶瓷学会年会的体会

本文概述了1990年日本陶瓷学会论文中有关精细陶瓷的最新研究成果和研究方法。报道了金属醇盐水解法制备瓷料微粉技术、使瓷料粉体组成分布均匀的干湿混合法和使粉体平均粒径达0.2μm的超微粉碎等合成粉碎新技术,激光厚膜烧结和独石电容器用异种瓷料交互叠片改进容量温度特性等技术。说明日本陶瓷界在研究手段、粉体制造及分析方法诸方面都体现出精、细的高度,走在世界陶瓷界的前列。     

激光烧结制备铌酸锂陶瓷研究

采用激光烧结制备铌酸锂陶瓷的研究.采用CO2激光直接辐照铌酸锂陶瓷素坯,激光功率为150 W,烧结温度为980 ℃左右.与采用传统固相反应烧结技术制备的铌酸锂陶瓷相比,激光烧结制备的铌酸锂陶瓷相对介电常数降低、易于极化、压电常数d33为6 pC/N.通过X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱表征,分析了激光烧结铌酸锂陶瓷的物相、显微结构和性能改变的机理.     

显微结构对BaTiO3陶瓷电热性能的影响

该文研究了显微结构对BaTiO3陶瓷电热特性与击穿电场的影响.采用固相反应法制备BaTiO3粉体,经干压结合冷等静压工艺成型后,在不同温度下烧结成陶瓷样品.随烧结温度提高,陶瓷晶粒长大、结构更致密,由此导致极化强度与电热效应绝热变温明显提高,但击穿电场下降.等静压工艺可进一步提升瓷体致密度并促进晶粒长大,使电热效应提升.     

高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理研究

通过对高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化层、金属化层被酸腐蚀后的陶瓷表面显微结构及金属化层中元素在金属化层与陶瓷中的分布情况分析,探讨了高纯、细晶Al2O3陶瓷的Mo-Mn金属化机理。研究发现高纯、细晶Al2O3陶瓷的金属化机理与95%Al2O3陶瓷存在很大不同,高纯、细晶Al2O3陶瓷金属化时,Al2O3相通过溶解-沉淀传质过程,细小颗粒和固体颗粒表面凸起部分溶解,并在金属化层中的较大Al2O3颗粒表面析出。在Al2O3颗粒生长和形状改变的同时,金属化层形成致密结构,完成了烧结,实现了金属化层与高纯、细晶Al2O3陶瓷的紧密结合。     

CoMnNiO系NTC热敏半导体陶瓷烧结特性与电性能研究

研究了CoMnNiO系负温度系数热敏电阻陶瓷材料的烧结特性和电性能,探讨了不同烧结方法对CoMnNiO系NTC热敏陶瓷烧结特性及电性能的影响。试验结果表明,微波烧结的样品成瓷均匀、致密,且晶粒较小。对其电性能进行研究发现:同样温度下微波烧结制备的热敏元件B值、阻值一致性较常规烧结方法有较大提高。由此可见,微波烧结技术在制备热敏电阻陶瓷材料方面具有潜在的优势。     

高纯纳米氧化铍陶瓷粉体的研制

以工业级ＢｅＯ微粉为出发原料, 经一系列连续除杂、提纯、沉淀等液相化学过程和中温煅烧, 制备了纯度达９９．８％ , 平均粒径为２０ ｎｍ 的高纯纳米ＢｅＯ球形粒子粉体。利用高均匀掺杂技术, 在高纯纳米ＢｅＯ粉体中掺入少量锑和铝的有机化合物,经适当温度预烧制成氧化铍陶瓷微粉。用该微粉经常规陶瓷工艺制得的ＢｅＯ陶瓷材料, 其主要性能较国内现有的ＢｅＯ陶瓷材料有显著的提高, 同时提高了ＢｅＯ原料的利用率并减少了环境污染。     

双粒径组分YSZ陶瓷的烧结致密化研究

为了在低于1400℃的烧结温度下获得相对密度高于95%的氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷,将粒径不同的YSZ粉体球磨混合成双粒径组分粉体,采用流延成型工艺制得生坯并分别在1 350,1 400,1 450℃下进行烧结。研究了双粒径粉体的组分对所制YSZ陶瓷性能的影响。结果表明:粗细粉组成的双粒径粉体试样烧结密度较之单一原料粉体有所提高,微米级(中径1.46μm)粉体与造粒后的纳米级(中径90 nm)粉体进行级配(质量比7∶3)后在1 350℃烧结所制的YSZ陶瓷相对密度达到97%。     

工艺条件对高纯氧化铍陶瓷金属化性能的影响

以W为原料,MnO、Al2O3和SiO2为活化剂,采用烧结金属粉末法,于1450～1500℃的还原性气氛(氨分解气)中烧结,在99BeO(纯度大于99%的BeO)陶瓷基板表面形成了W金属层,研究了活化剂含量、金属化膜厚度以及99BeO陶瓷晶粒大小对其金属化性能的影响。结果表明:当添加的活化剂质量分数为20%,金属化膜厚度约为35μm,BeO陶瓷晶粒大小约为39μm时,99BeO陶瓷金属化层的抗拉强度达到最大值65MPa。     

一次性烧成晶界层半导体陶瓷电容器

采用一次性烧成技术研制了晶界层半导体陶瓷电容器,在瓷料配制过程中先后加入施主杂质和含有受主杂质的晶界助烧剂,两者在还原烧成时促使晶粒生长并半导化,助烧剂在氧化时有利于晶界绝缘层形成。在一台联体烧成设备中,采用大梯度温度和气氛变化,连续完成还原烧成和氧化处理。还原烧成时,升温速度大于400℃/h。在还原烧成温度下保温后,立即在几分钟内,从还原气氛转到氧化气氛,同时降温300℃以上。整个烧成过程中,瓷体全部是堆烧(叠烧10～20层),生产效率比二次烧成提高10倍以上。     

添加玻璃粉对Ba_2Ti_9O_(20)系瓷料低温烧结的影响

采用H3BO3、ZnO、SiO2、Al2O3、Li2CO3和CaCO3等原料,通过高温熔融、淬火等工艺,获得了低熔点玻璃粉,研究了玻璃粉的熔融、力学性能、介电性能及其含量对MLCC瓷料烧结的影响。结果表明:在Ba2Ti9O20主晶相材料中加入质量分数为4%～7%的低熔点玻璃粉,有利于瓷料在910～950℃低温烧结致密,其绝缘电阻率ρ大于1013Ω·cm,tanδ为(1.2～2.0)×10–4,εr为32～38。     

氮化硅的选区激光烧结成型研究

应用陶瓷粉末的选区激光烧结(SLS)成型原理,以氮化硅(Si3N4)和环氧树脂(EP)为材料,采用机械混合的方法制备SLS用Si3N4陶瓷粉末,测试其流动性和松装密度,进行选区激光烧结实验并制备试件。采用扫描电子显微镜观察烧结件的微观形貌,测试其三点抗弯强度。结果表明,优化Si3N4和EP粉末的粒径级配可有效增大铺粉密度、烧结件的致密度和强度。粉末粒径接近单层厚度时烧结件易发生移动和翘曲,粒径＜40 μm时,粉末易于粘附铺粉辊。     

烧结制度对BeO陶瓷性能的影响

本文分别采用一次烧成与二次烧成两种烧成方式,利用现有的氧化铍造粒料,制作标准的测试件在不同的烧成温度下烧结成瓷。对不同烧结方式、烧结温度的陶瓷产品的热导率（25,100℃）、体积密度、平均晶粒度进行检测,研究不同烧结制度对氧化铍陶瓷热导率、体积密度、平均晶粒度的影响。     

多层陶瓷电容器端电极用低温烧结铜浆及烧结特性研究

多层陶瓷电容器(MLCC)端电极低温烧结技术仍是目前研究的重点与难点.为了改善MLCC低温烧结铜端电极的烧结形貌与质量,开发出适用于低温烧结的端电极铜浆的新型玻璃粉,探讨了玻璃粉的转变温度、含量、粒径以及玻璃粉与陶瓷基片的烧结润湿性与铜浆烧结特性之间的关系.此外,研究了铜粉形貌、粒径等对端电极烧结特性的影响.结果表明:...     

高Q值铜内电极MLCC的研制

以铜为内电极和端电极,制备了NPO MLCC.研究了陶瓷粉体成分、内电极材料和烧结工艺对所制MLCC性能的影响.结果表明:选用Mg-Si-O3系瓷粉匹配纯铜内电极浆料,在弱还原气氛保护下进行低温(900～1 020℃)烧结,所制MLCC样品电性能良好,成本低,其中,0603规格10pF样品在1 GHz下的Q值高达60、...     

电泳法制备钛酸钡薄膜

以钛酸丁酯、冰醋酸、醋酸钡为原料,利用溶胶水解法制备了钛酸钡(BaTiO3)的纳米粉体。该粉体按传统的陶瓷工艺进行烧结后,瓷体中存在大量细小的晶粒,由于晶粒的尺寸效应,介电常数低于普通的BaTiO3陶瓷,同时损耗较小,温度特性也更为平坦。利用乙酰丙酮和乙醇的混合溶液作分散剂,BaTiO3纳米粉体可生成稳定的悬浮液。在电场的作用下,悬浮的BaTiO3微粒可有效地沉积到电极极板而形成BaTiO3薄膜。该膜层经烧结后晶粒细小均匀,膜层发育良好。