低温烧成Al_2O_3陶瓷

本文详细介绍了两种低温烧成９６％Ａｌ_２Ｏ_３陶瓷的配方及制作工艺，讨论了其低温烧成原理和需采用的相应工艺技术。     

MgO-Y_2O_3对热压烧结Al_2O_3性能的影响

以高纯的硫酸铝氨分解的无定形Al2O3为原料,MgO-Y2O3为烧结助剂,在N2气氛下热压烧结制备Al2O3陶瓷。研究了烧结助剂掺量对Al2O3材料的相组成、显微结构、烧结性能、力学性能、热导率和介电性能的影响。结果表明:所制Al2O3陶瓷具有细晶的显微结构特征和超高的抗弯强度。随着MgO-Y2O3掺量的增加,晶粒尺寸、抗弯强度和热导率先增大后减小,而介电损耗则呈现先减小后增大的变化规律。当MgO和Y2O3掺量均为质量分数2%时,Al2O3陶瓷呈现为较佳的综合性能:抗弯强度达最大值为603 MPa,热导率为36.47 W.m–1.K–1,介电损耗低至6.32×10–4。     

石英SiO_2改性Al_2O_3陶瓷性能研究

以高纯石英SiO2、氧化铝粉末为原料,采用传统固相反应法在1 580℃空气中烧结得到了致密的Al2O3封装陶瓷。研究了不同石英SiO2/Al2O3配比对Al2O3陶瓷的热学性能、力学性能及介电性能的影响。研究结果表明,当石英SiO2的质量分数为3.5%时,在1 580℃烧结温度下保温3h所得样品综合性能最佳。陶瓷试样密度为3.85g/cm3,抗弯强度达到517 MPa,热膨胀系数为6.6×10-6(300℃),介电常数为9.4。     

低温烧结CaO-B_2O_3-SiO_2玻璃陶瓷及其性能研究

低温烧结制备了添加晶核剂S(CaCO3,H3BO3,SiO2为原料)的CaO-B2O3-SiO2(CBS)玻璃陶瓷。研究了晶核剂S对所制CBS的主晶相及其性能的影响。结果表明:在CBS玻璃陶瓷中,包含β-CaSiO3、α-SiO2和CaB2O4三种晶相,晶核剂S能促进主晶相的形成,提高析晶度。S的添加量为质量分数8%时,所得到CBS性能最好:εr=6.11,tanδ=0.0009,弯曲强度σf≥220 Mpa。     

Y_2O_3-MgO-Al_2O_3烧结助剂对SiC陶瓷烧结和导热性能的影响

对SiC粉体进行热处理,采用Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂,在1 750~1 950℃下30 MPa热压烧结1 h,制备SiC陶瓷。TG分析SiC的氧化特性,测定Zeta-电位研究SiC粉体的分散特性,测定其高温浸润性研究烧结助剂与SiC之间的亲和性。结果表明:SiC粉体热处理和提高SiC浆体的pH值,有利于提高Zeta-电位,进而提高分散均匀性;Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂高温下与SiC具有良好的浸润性;SiC粉体热处理明显降低了烧结温度。尽管Y2O3-MgO-Al2O3烧结助剂在高温下有一定的挥发,但是当其含量大于等于9%(质量分数)时,1 800~1 950℃下热压烧结可获得显气孔率小于等于0.19%的致密SiC陶瓷,其热导率大于190 W.m–1.K–1。     

Al_2O_3钝化工艺简况

目前,半导体器件及电路已经广泛地应用在通信、雷达、遥控遥测、电子计算机、航天技术、工业自动化控制及各种仪器表中。这些领域对半导体器件及电路的可靠性提出了愈来愈高的要求。     

K_2O-B_2O_3-SiO_2/Al_2O_3低温共烧陶瓷介质材料研究

采用1 500℃高温熔融水淬制得K2O-(n-x)B2O3-xSiO2玻璃粉,掺入Al2O3陶瓷填充料来制备K2O-(n-x)B2O3-xSiO2/Al2O3低温共烧陶瓷介质材料。系统研究了玻璃基中SiO2/B2O3比例变化和玻璃掺入量对玻璃/陶瓷材料结构和性能的影响规律。研究结果表明,B2O3含量增加抑制了玻璃Y中SiO2析晶,使复合材料的介电常数、介电损耗在一定程度上有所减小,复合材料的抗弯强度也有一定程度的减小。     

等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层的激光重熔处理

用Ｘ 射线衍射、扫描电镜和显微硬度研究了等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３ 陶瓷涂层激光重熔处理后陶瓷熔化层的组织结构及硬度变化特征。激光重熔区亚稳相γ－ Ａｌ２Ｏ３ 转变成为稳定相α－ Ａｌ２Ｏ３;陶瓷熔化层致密、无孔隙,但存在裂纹;熔化层硬度有较大提高,且随激光能量密度的增大而增大,而与涂层设计几乎无关。此外,激光重熔能较大地提高Ａｌ２Ｏ３ 陶瓷涂层的耐磨性。     

低温共烧Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3复合材料烧结工艺的研究

采用烧结法制备了低温共烧Na_2O-B_2O_3-SiO_2玻璃/Al_2O_3复合材料。研究了玻璃粉末的粒度、玻璃与Al_2O_3质量比,成型压力和热处理制度对复合材料烧结性能和电学性能的影响。结果表明,玻璃粉末中位径为1.233μm、玻璃/Al_2O_3质量比为3:7、成型压力为15 MPa、烧结温度为900℃以及保温时间为2 h时,复合材料具有较高的体积电阻率(3.8×1012?·cm)、较低的介电常数(6.86)和介电损耗(0.001 43),可以满足基板材料对电学性能的要求。     

大功率CO_2激光器非平衡态合成WO_3/Al_2O_3新型陶瓷催化剂

用大功率 CO2 激光在高温、快速、非平衡态下合成 WO3/ Al2 O3烯烃歧化反应催化剂。利用 XRD、XPS、DTA TG等技术对催化剂的性质进行了研究。表明激光合成催化剂中存在非平衡态的 Alx WO3。低于六价的钨是烯烃歧化反应的活性中心 .同时还考查了催化剂组成、激光功率及熔炼时间与丙烯歧化反应活性之间的关系。     

等离子喷涂Al_2O_3陶瓷涂层激光熔化深度的研究

采用一维半无限模型和双层板理想接触模型对等离子喷涂Al2 O3陶瓷涂层激光重熔的熔化层厚度进行了计算 ,并与实验结果进行了比较。激光加热速度和熔区自冷却速度达 10 5℃ /s以上 ,温度梯度达 10 5℃ /mm以上 ;双层板理想接触模型的计算结果比一维半无限模型的结果更接近实验值。涂层设计对熔化层厚度有显著影响 ,喷有单一陶瓷层的熔化厚度最大 ,粘结层和过渡层引入之后 ,熔化层厚度下降 ,且还随SiO2 的含量增加而进一步下降。在具有相同涂层设计时 ,熔化层厚度随激光能量密度的增大而增大。     

激光烧结制备Nd:Y2O3透明陶瓷的研究

以微米级普通商业粉为原料,采用CO2激光烧结技术获得可见光区透光率约60%、红外区透光率可达80%的Nd:Y2O3陶瓷.经1250℃预烧后的平均粉径约400 nm的原料粉素坯,在～292 W/cm2的激光功率密度下烧结200～300s,可以得到气孔率低,透光度较好的透明陶瓷.采用X射线衍射,扫描电镜分析了陶瓷的物相和显微结构,探讨了激光烧结透明陶瓷的透光机理.激光烧结透明陶瓷过程短,可控性强,对透明陶瓷烧结技术地发展具有十分重要的意义.     

压制工艺对Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O玻璃/Al_2O_3材料烧结性能的影响

以Ca-Ba-Mg-Al-B-Si-O系玻璃粉与Al_2O_3为原料,流延成型生瓷带,采用低温烧结法制备了玻璃/陶瓷系介电陶瓷材料。研究了压制工艺与烧成温度对复合材料烧结性能以及介电性能的影响。结果表明,随着成型压力增加与保压时间延长,生坯体积密度增加,相应烧结体的体积密度增加,烧成收缩率减小。玻璃/Al_2O_3生瓷带的微观形貌结构致密,20 MPa/10 min成型玻璃/Al_2O_3材料于850℃烧结具有较好的性能:体积密度为3.10 g·cm~(–3),10 MHz下的介电常数为7.97,介电损耗为0.000 86。因此该体系材料比较适合用作低温共烧陶瓷材料。     

Li_2ZnTi_3O_8微波介质陶瓷烧结工艺的研究

采用传统固相反应法制得Li2ZnTi3O8微波介质陶瓷,研究了主要烧结工艺参数对所制陶瓷的物相组成、显微组织及微波介电性能的影响。结果表明:经900℃预烧并在1 075℃保温4 h所得陶瓷试样只含有单一的Li2ZnTi3O8相;另外,其显微组织均匀,气孔等缺陷较少,相对密度达到98.5%,且具有良好的介电性能:εr=26.6,Q·f=75 563 GHz,τf=–12.4×10–6/℃。     

Li_2O-B_2O_3-SiO_2掺杂低温烧结CLST陶瓷的介电性能

通过Li2O-B2O3-SiO(2LBS)玻璃的有效掺杂,低温液相烧结制备了16CaO-9Li2O-12Sm2O3-63TiO(2CLST)陶瓷。研究了LBS掺杂量对其烧结性能、相组成及介电性能的影响。结果表明:通过掺杂LBS,使CLST陶瓷的烧结温度由1300℃降至1000℃,且无第二相生成。随LBS掺杂量的增加,tanδ显著降低,τf趋近于零。当w(LBS)为10%时,CLST陶瓷在1000℃烧结3h获得最佳介电性能:tanδ为0.0045,τf为4×10–6/℃,虽然εr由105.0降至71.0,但仍属于高εr范围。     

Ce:Y_3Al_5O_(12)透明陶瓷在白光LED中的应用研究

采用固相反应法、真空烧结制备了高光学质量的Ce:YAG(Ce:Y3Al5O12)透明陶瓷,在可见光区的透射率大于80%。分别研究了不同Ce3+掺杂浓度(原子数分数分别为0.1%、0.3%、0.5%、1.0%)和不同厚度(0.5、1.0、2.0 mm)的Ce:YAG陶瓷的流明效率,显色指数和色温等白光发光二极管(LED)性能,采用Ce:YAG陶瓷和商业树脂进行LED器件封装,获得了130 lm/W的光效。结果表明,Ce:YAG透明荧光陶瓷有望成为适合大功率LED器件的荧光材料。     

日本α－Al_2O_3粉体进展

综述了日本近１０多年来α－Ａｌ２Ｏ３粉体的发展状况。特别介绍了日本对α－Ａｌ２Ｏ３粉体的标准化工作。这对提高电子陶瓷等产品的质量是非常重要的。     

Al_2O_3包覆纳米TiO_2的制备及其性能研究

采用并流中和法,以混晶纳米TiO2颗粒为载体,Al2(SO4)3为包覆剂,用NaOH调pH值,在纳米TiO2表面包覆致密的Al2O3膜。并用TEM、XRD、IR及X射线能谱对其进行了表征,测定了包覆改性前后纳米TiO2的ζ电位、黏度以及光催化性能。结果表明:该包覆方法可行,改性后的TiO2零电点pH值增大至8,亲油性能得到改善,紫外屏蔽能力提高和光催化活性降低。     

355nm紫外激光抛光Al_2O_3陶瓷作用机理的实验研究

陶瓷材料的性能优越,但是表面质量差,采用短波长激光抛光技术可以有效提高陶瓷材料表面质量。针对紫外激光抛光Al2O3陶瓷过程中可能存在的熔化、汽化、微裂纹、材料的熔融飞溅和光化学作用等不同的作用形式进行了实验研究。通过对抛光后表面形貌特征进行观测,研究了紫外激光抛光Al2O3陶瓷的作用机理,并分析了高能量密度下产生的白色粉末的形貌、附着力、组成成分和主要物相,进一步确定了紫外激光抛光Al2O3陶瓷的作用机制。     

激光快速烧结合成HfW_2O_8及其特性的研究

采用激光烧结的方法快速合成HfW2O8陶瓷,X射线衍射(XRD)和拉曼光谱分析表明,合成物的主要成分是立方相的HfW2O8含有极少量的正交相,这是由于样品在凝固的过程中温度从熔池到周围环境迅速降低会产生较大的压应力,压应力约在0.6GPa左右。扫描电镜(SEM)观察表明,晶粒沿激光扫描的方向取向生长,形貌为柱状晶,排列错落有致,均匀致密,晶粒内少有气孔,尺寸在几10μm左右。