95%氧化铝陶瓷烧结镍工艺探索

通过对不同Mo-Mn金属化配方体系的烧结镍工艺探索,发现烧结镍工艺适用于Mo含量高的Mo-Mn金属化配方体系。当Mo质量分数为70%时,镍粉粒度d0.5为1.872μm,镍层厚度为6～12μm时,封接件断面显示镍层连续、致密,陶瓷标准件的抗拉强度为116 MPa,陶瓷金属封接件的环境性能测试结果符合行业标准要求。     

Mo含量对Mo-Mn法陶瓷金属化层性能的影响

采用丝网印刷法在氧化铝陶瓷表面制备了活性Mo-Mn金属化层,研究了Mo含量对烧结后金属化层的微观结构、元素成分以及钎焊后抗拉强度的影响.研究结果表明,Mo-Mn法陶瓷金属化层以Mo为骨架结构,玻璃相填充于骨架结构内部,随着膏剂中Mo含量的增加,烧结后的金属化层中Mo骨架与玻璃相成分并无较大变化,而Mo骨架体积占比增加,...     

电真空器件用陶瓷三次金属化钎料层烧结工艺的研究

通过扫描电镜SEM与EDS等分析工具研究氧化铝陶瓷表面三次金属化的烧结工艺。结果表明,陶瓷表面三次金属化的烧结温度与烧结气氛对钎料层的结合状况与表面形貌产生重要的影响。820℃与干氢的烧结工艺适合钎料层与镍层的结合。过高的烧结温度与湿氢烧结条件易在钎料层与镍层之间产生缝隙,甚至凸起或凹坑,严重影响三次金属化的烧结质量。     

电真空器件用陶瓷二次金属化镀镍层起泡现象的研究

陶瓷二次金属化镍层烧结后起泡是影响产品质量和合格率的一个主要因素,本文针对陶瓷的一次金属化和二次金属化工艺,经XPS、XRF、SEM等方法分析,得出:陶瓷的二次金属化起泡与其沉积层的基材和沉积层的厚度有关,陶瓷一次金属化烧结后钼的特殊形貌--钼颗粒较大、颗粒之间结合疏松和钼的电化学特性,决定钼上的沉积层厚度必须在合适范围内--4～9μm,才能减小沉积层中的应力,保证烧结后镍层与钼有良好的结合力.     

金属化温度对掺锰铬陶瓷封接性能影响的研究

研究了金属化烧结温度对掺锰铬陶瓷的封接性能的影响,初步分析了其影响原因与机理.结果表明:掺锰铬高氧化铝陶瓷对于MoMnSi配方的金属化反应活性高,1300℃是其最佳金属化温度,温度降低和升高都会导致封接性能降低.在最佳温度,金属化层烧结致密,金属化层与陶瓷间形成了主要由锰尖晶石(MnO·Al2O3)和少量硅氧化物构成的过渡层结构,从而将金属化层与陶瓷有效地连接在一起.温度升高使金属化层过度收缩会形成大量孔洞,元素氧化加剧,不利于过渡层的形成,导致封接性能大大降低.     

不同条件下陶瓷金属化瞬态温度场的计算

目前工业生产中,陶瓷金属化工艺条件的选择大多是经验性设定,对其如何影响金属化过程缺乏认识。针对于此,本文在前期所建立的陶瓷金属化氢炉的瞬态温度场计算模型基础上,考虑辐射和对流作用,计算陶瓷金属化过程中炉内的流动与传热问题,着重讨论了陶瓷件数量、氢气流量等条件对陶瓷金属化氢炉温度场的影响关系。结果表明,陶瓷件数量对同一位置金属化层最高温度影响较小(2℃),但对炉温均匀性影响很大,不同位置陶瓷金属化层温度相差达到几十摄氏度。炉内加热一段时间后出现温度统一区(z0.45 m),这一区域内的陶瓷金属化层最高温度几乎不受氢气流量的影响,金属化质量具有更好的一致性。     

氧化铝陶瓷金属化层温度分析研究

工艺温度是影响陶瓷金属化质量的关键因素之一,针对高温氢炉中陶瓷金属化层温度难以实时测量的问题,本文建立氧化铝陶瓷金属化过程的三维流动传热数学模型。模型采用随温度变化的动态材料物性参数,考虑辐射、对流、传导三种传热形式,利用有限体积法求解陶瓷金属化过程中炉内的流动与传热问题,获得陶瓷金属化温度实时变化曲线。瞬态计算结果表明不同位置处最高烧结温度相差26℃,且比金属化工艺设定温度曲线低20~40℃,这为优化氢炉结构、进一步提高炉温均匀性提供参考依据。     

B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料的力学性能和微观结构

采用热压法制备了B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料,分析了烧结工艺和TiC含量对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能和显微结构的影响.当烧结参数为1900℃,45min,35MPa时,85.3%(质量分数,下同)B4C/10%TiC/4.7%Mo陶瓷复合材料的抗弯强度、韧性、硬度和相对密度分别为705MPa,3.82MPa·m1/2,20.6GPa,98.2%.添加的TiC在烧结过程中与B4C发生化学反应生成了TiB2,利用生成的TiB2与添加的Mo协同增韧补强B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料.     

微波介质陶瓷谐振器磁控溅射金属化

微波介质陶瓷谐振器在无线通信基站中有广泛的应用,其品质因数(Q值)主要由材料的介质损耗和金属膜的电导损耗所决定的,传统丝印烧结的金属化膜损耗较大,已成为限制谐振器Q值的主要因素。本文采用直流磁控溅射对相对介电常数为45的微波介质陶瓷进行金属化处理,研究了不同的清洗工艺和复合膜系对介质谐振器性能的影响。实验结果表明,1表面精细打磨和等离子清洗工艺有利于提高膜层结合力,其中Cr/Cu/Ag复合膜系性能最佳,溅射金属化膜层结合力可达6.4MPa,优于丝印工艺的1.8MPa;250~100nm厚度的过渡层金属Cr对Q值几乎无影响,因此可用Cr层提高结合力,且不会牺牲器件Q值;3溅射后器件的Q值最大可达到2673,明显优于丝印烧结工艺的2268。     

球形纳米氧化铝颗粒制备微晶陶瓷及传质动力学研究

采用球形纳米氧化铝颗粒制备氧化铝微晶陶瓷,研究造粒、烧结等工艺过程对陶瓷微观结构和力学性能的影响,并结合动力学计算分析球形颗粒在烧结过程中的传质特性。结果表明:通过液相造粒掺入0.8%(质量分数)的PVA能够优化球形颗粒的压制成型并提高坯体密度。烧结温度从1400℃提高至1550℃,陶瓷相对致密度由74.1%增大至97.5%,而晶粒尺寸由0.6μm仅增至1.4μm,这与球形颗粒自身稳定的形态及其堆积形成的均匀孔隙有关。在1550℃下烧结时间由30 min延长至120 min时,气孔率由4.8%降低至0.4%,晶粒尺寸则由1.2μm增至2.7μm。另外,通过动力学计算得出球形颗粒的烧结活化能为788 kJ/mol,证实球形颗粒在烧结前期和中期具有生长惰性,利于获得微晶结构。经1550℃保温90 min的陶瓷,其密度达到98.9%,平均晶粒尺寸仅为1.6μm,硬度达到26.4 GPa,弯曲强度为574 MPa。     

粉末微注射成形ZrO_2微结构表面质量控制

采用粉末微注射成形技术制得了二氧化锆陶瓷微结构件,注射成形最小微结构尺寸为Φ300μm×250μm.分析了微注射成形工艺参数、模具抽真空及硅模具对微结构表面质量的影响.实验结果表明在模具温度和注射压力较低时,相同工艺参数下随着微型腔尺寸的减小微结构顶端的表面平整度逐渐下降,提高模具温度和注射压力以及注射前对模具进行抽真空可以改善微结构表面平整度.另外,注射前的模具抽真空有助于减少微结构的表面气孔.亚微米陶瓷超细粉的使用明显改善了烧结后微结构的表面质量,其表面粗糙度值由烧结前的0.33μm降低为约0.28μm.     

涂覆在Mo-Mn金属化基体上Ni层的烧结机理研究

通过Mo基体上Ni层烧结前后的形貌观察,及Ni层与基体结合断面的元素分布情况分析,探讨了涂覆Ni在MoMn金属化层上的烧结机理,解释了Ni层的致密化过程。研究发现,Ni层通过蒸发-凝聚和扩散等方式实现了密化。同时,Ni与Mo海绵体形成一定厚度的过渡层,临近Ni层区,形成的主要是MoNi_4、MoNi_3化合物,临近Mo基体区,形成的主要是Mo Ni化合物,Ni层与Mo海绵基体通过过渡层,实现紧密结合。     

用于微电子封装的化学镀纯镍工艺

研究了一种能获得厚的纯镍化学镀溶液，讨论了溶液中各种化学成分、操作温度、稳定剂对沉积速度的影响，在此基础上确定了最佳配方及操作程序。对电子元件引线镀镍、镀金后的拉力进行了测试，对镀层硬度、方阻进行了测定。此方法适用于电子封装中W、Mo-Mn金属化及Cu、Ni，可伐等金属上的镀覆。     

晶粒可控钛酸钡致密陶瓷的制备及表征

采用超重力反应沉淀法制备的纳米钛酸钡粉体和常规陶瓷工艺,通过控制烧结温度在 1200 ~1300℃,分别制备了晶粒尺寸 0.45~2.2μm的致密陶瓷。实验结果表明超重力反应沉淀法制备的粉体具有良好的烧结和介电性能。烧结温度为 1200℃时,相对密度即可达到95%,晶粒尺寸为 0.45μm,随烧结温度的升高,晶粒逐渐长大,未出现晶粒的异常长大现象,到1300℃相对密度和晶粒尺寸分别达到 97.7%和2.2μm。钛酸钡陶瓷介电性能有明显的粒度效应,晶粒在1.2μm左右时,室温介电常数达到最大(4143)。由于晶粒内部立方相成分的出现,包含更细晶粒的陶瓷(d=0.45μm)呈现低的介电常数。     

β-Si3N4单晶体的制备

在自增韧Si3N4陶瓷的烧结过程中,添加作为晶种的长柱状β-Si3N4单晶体对于改善陶瓷的强度和韧性是非常有效的。本研究旨在制备出长柱状β-Si3N4单晶体,并对其尺寸和形貌进行有效的控制。通过对87.3wt/α-SiN4 8.3wt/Y2O3 4.4wt/SiO2体系进行气压烧结,经去除掉玻璃相等漂洗工艺后,制得β-Si3N4单晶体,其直径为1－2μm、长度为4－6μm。同时对不同烧结工艺下制得的β-Si3N4单晶体的尺寸和工艺参数的关系进行了研究。     

电热功能SiC多孔陶瓷制备工艺及性能研究

以碳化硅、碳素等为原料,利用有机网格堆积法制备具有电热功能的SiC多孔陶瓷.根据SEM、X-ray分析了多孔陶瓷显微结构、孔道特性以及物相组成;通过工艺和配方研究,得出了烧结温度、烧结时间和原料配比对试样导电性能的影响.研究表明,在不同的网格铺设方向试样的电阻率有明显差异.根据陶瓷体的不同用途,通过工艺控制可以有效地调节其孔道直径分布范围(10～2000μm)、气孔率(20%～80%)、电阻率(0.07～0.195 Ω·cm).     

复合碳化硅陶瓷过滤膜材料的制备及表征

研究了陶瓷纤维过渡层浆料的不同工艺配方对复合碳化硅过滤膜材料结构的影响,陶瓷粘结剂量对过滤膜的孔隙率、孔径大小和孔径分布的影响,以及陶瓷粘结剂量为15%（质量分数）时,造孔剂量对过滤膜孔隙率的影响.采用流延成型法在多孔碳化硅陶瓷块体上流延制备复合碳化硅陶瓷过滤膜,并用XRD对过滤膜进行物相分析,扫描电镜观察过滤膜的形貌,表面过滤膜的孔隙率和孔径分布则用排水法和泡点法分别测试.结果表明,1 300℃烧结3h后的碳化硅过滤膜在2θ=22°时,有SiO₂衍射峰生成.当陶瓷纤维过渡层浆料各成分的质量比为:硅酸铝纤维:莫来石纤维:羧甲基纤维素钠（CMC）:蒸馏水=1:1:1.565,复合碳化硅陶瓷过滤膜结构最均匀平整.当粘结剂量5%增加到25%时,过滤膜气孔率从46%下降到29%,平均孔径从11.916μm减小至4.017μm;当粘结剂量为15%,造孔剂量从5%增加到25%时,过滤膜气孔率从41%上升到60%.     

TiCN基梯度功能金属陶瓷的制备及其切削性能

以TiCN-WC-Mo2C-TaC-Co-Ni为原料,通过成分和气氛控制,获得了功能梯度TiCN基金属陶瓷材料。采用带有能谱分析仪的扫描电子显微镜和X射线衍射仪观察和分析了材料的微观组织和物相组成,通过车削实验考察了所制备的刀具的切削性能。结果表明,WC含量较低时,通过气氛控制可以获得表面富Ti层、中间富W层和基体的3层TiCN基金属陶瓷梯度层,烧结温度的提高有利于梯度层的厚度的增加;WC含量较高时,烧结后WC在表面富集。15%WC含量的TiCN基金属陶瓷在1 460℃氮气气氛中烧结1 h时,富Ti层的厚度约为15~20μm,富W层厚度约为15~20μm。经氮化烧结后材料表面的(Ti,W,Mo)(C,N)衍射峰相对材料内部向右偏移。真空烧结时,当WC含量较低时,Ti和W元素分布比较均匀;随着WC含量的升高,表面出现了贫Ti富W层,且随着WC含量增加,表面富W层增厚,WC含量为24%时,富W层厚度25μm。切削实验表明表面富Ti的金属陶瓷的切削性能优于表面富W的金属陶瓷材料。     

端面金属化陶瓷真空管的制备方法与发展方向

介绍了陶瓷真空管的主要用途,重点对实现陶瓷真空管端面金属化的真空离子镀、真空蒸镀、磁控溅射、烧结被金属、烧结金属粉末以及均匀沉淀、电镀、化学镀等制备方法进行了综述,提出了光催化化学镀实现陶瓷真空管端面金属化的制备新方法,并对端面金属化陶瓷真空管的发展方向进行了思考。     

造孔剂法制备硅藻土基多孔陶瓷及其性能研究

以硅藻土和烧结助剂为原料、聚苯乙烯(PS)为有机造孔剂,采用热压铸工艺,在1 150℃/2 h条件下制备了孔隙率为50%～60%的硅藻土多孔陶瓷,分别研究烧结助剂含量、造孔剂粒径及含量对多孔陶瓷孔隙率、孔径和微观结构的影响,进一步研究多孔陶瓷的孔隙率、孔径与陶瓷平均吸油速率的关系。结果表明：当硅藻土粒径为25μm、烧结助剂含量为13%(质量分数,下同),造孔剂粒径为30μm且添加含量为20%时,制备的多孔陶瓷的开放孔隙率可高达60%;平均吸油速率随多孔陶瓷孔径和孔隙率增大而提高,其中孔径的影响更大,当孔径由9.3μm增大到28.8μm时,平均吸油速率由1.1 mg/s提高到3.6 mg/s。