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。     

95%Al2O3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%Al2O3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.     

高纯氧化铝陶瓷表面形貌对Mo-Mn法金属化封接强度的影响

本文通过不同烧结温度制备出两种显微结构的高纯Al2O3陶瓷,采用四种不同的加工方式,制备出不同表面状态的高纯Al2O3陶瓷样品.利用轮廓仪测量样品表面粗糙度,并利用扫描电镜对其表面显微形貌进行分析.然后,将各种不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷进行高温Mo-Mn法金属化,并用Ag焊料进行封接.最后,测试出不同表面形貌的高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度,进而研究高纯氧化铝陶瓷表面形貌对其Mo-Mn金属化封接强度的影响.结果发现,表面未加工高纯Al2O3陶瓷金属化封接强度高、一致性最好.     

湿氢对陶瓷金属化质量的影响

通过BTU金属化炉湿氢作用的研究,找到了95%Al2O3陶瓷金属化过程中釉层发黑的原因,提出了相应的解决方法。并分析了湿氢流量对金属化质量的影响,提出了提高金属化强度的工艺方案。     

Mo-Mn金属化层对氧化铝陶瓷抗折强度的影响

本文通过比较95％ Al2O3瓷和高纯Al2O3瓷Mo-Mn金属化前后的抗折强度,发现金属化层有助于提高瓷本身的抗折强度.约25 μm厚的金属化层使95％ Al2O3瓷的抗折强度提高20％左右,使高纯Al2O3瓷抗折强度的提高则高达70％.实验通过扫描电镜及光学显微镜观察分析,认为金属化层提高瓷件抗折强度的主要原因是金属化层通过塑性变形吸收了来自裂纹扩展的大量能量.     

高纯细晶A12O3陶瓷金属化工艺研究

本文主要从金属化配方、涂膏方法、金属化层的厚度、金属化温度和镍层的厚度等工艺角度对高纯、细晶Al2O3陶瓷的封接性能进行研究和分析。其结果显示,采用高Mo含量的金属化膏剂、丝网印刷的涂膏方法、金属化层的厚度约为20pm、在1450℃下烧结,镍层的厚度5μm左右时,其平均抗拉强度可达143MPa,超出行业标准50％以上,其显微结构更加连贯、均匀、致密。     

镁铝尖晶石陶瓷的高温Mo-Mn金属化机理研究

采用活化Mo-Mn法对镁铝尖晶石陶瓷进行了金属化封接实验,并通过对镁铝尖晶石陶瓷金属化层的显微结构及金属化层中元素在金属化层与陶瓷中分布情况的分析,探讨了镁铝尖晶石陶瓷的Mo-Mn金属化机理。研究发现,镁铝尖晶石瓷的金属化机理与目前较成熟的95%氧化铝瓷的金属化机理存在很大不同。镁铝尖晶石瓷金属化时,Mn元素沿晶界实现固相扩散迁移,固溶于瓷中,与镁铝尖晶石形成Mn:Mg Al2O4尖晶石相;同时,Mg元素沿晶界析出进入金属化层的玻璃相,填充于Mo海绵骨架中。     

95%Al2O3陶瓷的MoO3体系低温金属化机理研究

本文采用由MoO₃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MoO₃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、Al₂O₃、SiO 2、CaO等形成玻璃熔体,MnO、Al₂O₃、SiO 2、CaO之间也会形成MnO-Al₂O₃-SiO₂-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。     

氧化铝陶瓷金属化技术的研究进展

综述了Al2O3陶瓷金属化技术的国内外研究现状与进展,简要介绍了目前主要应用的几种金属化方法,并着重分析了真空溅射镀膜金属化技术中薄膜材料、膜层厚度以及工艺参数对金属化质量的影响。     

高纯氧化铝陶瓷材料的焊接性能研究

分别采用Ti—Ag—Cu活性金属法、Mo—Mn高温金属化法及氧化物焊料法对高纯氧化铝陶瓷-金属进行焊接实验。结果发现，高纯氧化铝陶瓷的焊接性能较好，适应性较强，其焊接工艺可以采用目前较为成熟的95％Al2O3陶瓷焊接工艺。     

几种电子陶瓷材料的研究与思考

给出了氧化铝陶瓷、微波陶瓷及PTC热敏陶瓷等几种电子材料的一些研究成果。发现95%~97%Al2O3陶瓷的机械强度不仅和晶体大小,而且和形貌及分布有关。制备的(Zr,Sn)TiO4微波陶瓷的?r为35~41,?f为(-14~+20) ×10-6℃-1和Q0≥5 000 (10 GHz)。采用化学共沉淀法制备了超细 (Ba,Sr,Pb) TiO3粉并获得了高性能PTC热敏陶瓷。对研究成果产业化进展提出若干思考问题并进行了探讨。     

Nb_2O_5对氧化铝陶瓷显微结构及性能的影响

研究了SiO2-MgO-CaO-BaO-TiO2-WO3烧结助剂作用下Nb2O5对氧化铝陶瓷性能和显微结构的影响(烧结温度1350℃),并用扫描电子显微镜观察了不同Nb2O5含量的氧化铝陶瓷的显微结构。结果发现:未加入Nb2O5时氧化铝的抗弯强度为365MPa,加入质量分数为0.4%或0.6%的Nb2O5后氧化铝陶瓷中晶粒出现异向生长,抗弯强度明显提高,超过400MPa。     

A-96氧化铝陶瓷机电性能的改进

为了解决由氧化铝粉Na+含量较高导致的A-96氧化铝陶瓷产品性能较差的问题,在陶瓷的三元配方(Al2O3-MgO-SiO2)体系中加入了CaCO3。研究了Ca2+含量对A-96氧化铝陶瓷性能的影响。结果表明,Ca2+的引入抑制了陶瓷中Na+的迁移,从而明显改善了A-96氧化铝陶瓷的性能。在CaCO3质量分数为0.8%时,A-96氧化铝陶瓷基板的机电性能达到国标要求。当CaCO3质量分数为1.0%时,该陶瓷基板的机电性能最佳,体密度最大(3.72 g/cm3),但其颜色发黄,这可能是由于陶瓷中生成了黄色的钙长石。     

氮化铝陶瓷的氧化机理研究

本文研究了不同氧化处理下氮化铝陶瓷的氧化情况,并使用Mo-Mn法进行金属化,测试封接强度及气密性,从而探究氮化铝瓷的氧化机制,氮化铝基瓷与氧化层之间的结合。结果表明:经过1100℃/1h高温氧化处理,氮化铝陶瓷表面几乎没有氧化。在1250℃/1h、1250℃/2h,表面生成了氧化铝,氧化层主晶相为AlN与Al2O3;在1350℃/1h下,氧化层主晶相为Al2O3;氧化层表面有明显的裂纹,均漏气。对不同处理后的氧化铝层表面进行Mo-Mn法金属化,当氧化层厚度较薄时,断裂发生在氧化层。氮化铝瓷与氧化铝层之间的结合机理可能是在两者之间产生了AlON等中间物,从而实现了氮化铝瓷与氧化层之间牢固的连接。     

耐强酸腐蚀超声波换能器

设计并制作了一种用于强酸性输液系统除垢的超声波换能器。利用聚丙烯管道组装的静态流体超声场强测试系统研究了影响超声传播的因素。结果表明,使用陶瓷超声发射头有利于超声能量向液相传输,随导波棒粗端与陶瓷发射头接触面积增大,超声波能量传输效率提高。结合有限元分析软件确定了换能器的振动节点,优化换能器结构设计。在硫酸、盐酸、硝酸和氢氟酸酸体系中测试了换能器陶瓷超声头的耐酸腐蚀性能。实验结果显示,主晶相w(Al2O3)>75%、碱金属和碱土金属氧化物总含量小于5%的氧化铝陶瓷超声发射头可以耐受酸度为1.0mol/L硫酸的腐蚀。w(Al2O3)>99%的刚玉陶瓷可用抵御0.5mol/L氢氟酸、或大于1mol/L硫酸的腐蚀。用主晶相w(Al2O3)>75%的氧化铝陶瓷超声发射头,在模拟某锌业公司的实际生产的酸性体系中测试3个月,超声发射头无明显腐蚀。     

钼锰金属化活化剂各成分对物相变化的影响

对于钙铝硅系95%氧化铝瓷的钼锰金属化,本文分析两个配方活化剂中锰、二氧化硅、氧化铝、氧化钙分别所起的作用。通过实验证明,只有合适的活化剂配方,才能得到几乎没有晶相的玻璃相。     

改性氧化铝陶瓷的抗弯强度和显微结构

用油酸对Al2O3粉末进行表面改性,研究了表面改性工艺对陶瓷致密性、抗弯强度及显微结构的影响。对改性机理进行了探讨。结果表明:改性粉末在1600℃保温2h制备的Al2O3陶瓷,相对密度达到98.9%,抗弯强度达393MPa。利用油酸与粉末表面羟基反应形成非极性有机表层结构,消除粉末间的硬团聚,降低压制过程中的内摩擦力,从而改善坯体的均匀性和致密性,提高陶瓷的抗弯强度。