99%氧化铍陶瓷钨—氧化钇金属化机理初探

99％BeO陶瓷在金属化和封接之后,Y元素明显地向BeO瓷中扩散。用90％W-10％Y_2O_3的膏在1740℃下烧结后,Y元素向BeO瓷中的扩散深度达335μm;同时金属化膏中的W元素也向BeO瓷中扩散,但作用极微。陶瓷中的氧化铝(Al_2O_3)和氧化镁(MgO)与扩散来的Y_2O_3等形成液相向W的烧结间隙中渗透。 以W为主体的金属化膏烧结而得的烧结体中有大量的间隙存在,当它们形成毛细管后为生成的液相的渗透提供了场所,从而实现了金属化层与陶瓷间的牢固结合。当Y元素的扩散过分时,在BeO瓷基体中会形成较多的片状组织,而割裂了BeO陶瓷基体,使得陶瓷本身的强度下降。因此从工艺上应设法防止Y元素的过分扩散。     

高纯氧化铝陶瓷的金属化工艺研究

采用CaO-Al_2O_3-SiO_2玻璃体系作为金属化中的玻璃活化剂,在高纯(99%)氧化铝陶瓷表面烧结Mo金属化层。研究了金属化烧结温度、CaO及Al_2O_3含量和TiO_2的加入对于金属化层烧结强度的影响。结果表明Ca-Al-Si玻璃系统可在1450℃左右进行金属化烧结,同时在提高CaO与Al_2O_3含量后有助于金属化烧结,TiO_2的加入则对金属化烧结有不利影响。     

99%BeO陶瓷两种金属化膏系的研究

我国自六十年代初期开始对氧化铍陶瓷及其金属化工艺进行研究,最初BeO陶瓷金属化是在Al_2O_3陶瓷金属化的Mo-Mn-Si膏系的基础上进行的。99%BeO陶瓷具有良好的导热与绝缘性能,应用范围十分广泛。但用户对其金属化层的抗拉强度及热阻都提出了相当苟刻的要求,而采用Mo-Mn-Si膏系是难以达到的。因此,必须研究新的膏系。本文所研究的金属化膏中,采用导热更好的钨粉来代替钼粉,进行了W-Y_2O_3和W-La_2O_3两种金属化膏系的研究。研究结果表明:两种膏系均在含钨量为90%时,使金属化层抗拉强度达到最大值。此时,W-10%Y_2O_3膏的σ_B=194.7MPa(19.85kgf.mm~(-2));W-10%La_2O_3膏的σ_B=133.8MPa(13.64kgf·mm~(-2)),其烧结温度分别为1740℃和1880℃。在上述两种金属化膏中,W-10%Y_2O_3膏比W-10%La_2O_3膏金属化层抗拉强度大,金属化层烧结温度低,金属化工艺更为稳定,涂膏时对环境温度不敏感,并且抗拉强度值的分散也较小。所以,W-10% Y_2O_3膏是99% BeO陶瓷金属化较为理想的膏料。该两种膏的BeO陶瓷金属化制品,均已用于微波功率晶体管产品中。本文还对BeO陶瓷金属化层拉力试验件及其模具夹具进行了研究和设计,研究结果表明其设计结构合理,操作方便,可保证金属化层抗拉强度具有很好的重复性。     

BeO高导热陶瓷金属化浆料配方与批产工艺研究

研究了适合于Be O高导热陶瓷的"钨锰法"金属化浆料配方和批产工艺,并利用扫描电镜等手段对金属化层的表面形貌进行表征,重点探讨了金属化浆料中活化剂占比、金属化最高烧结温度以及浆料细度对金属化层表面形貌和结合强度的影响和机理。结果表明:当活化剂质量分数为11%,最高烧结温度为1450℃,浆料细度控制在12μm时,Be O高导热陶瓷金属化层表面形貌和结合强度最优。     

稀土掺杂对99氧化铍陶瓷性能的影响

对99BeO分别掺入16种稀土氧化物,系统地研究不同稀土氧化物掺杂对99BeO陶瓷热导率和密度的影响,研究发现：掺入0．1％和0．5％的Tb4O7能够提升BeO陶瓷的热导率,分别达到288w／（m·K）和295W／（m·K）。掺入CeO2,Nd2O3能够提升99BeO陶瓷的密度,在1630℃时烧结时达到2．939和2．927g／cm^3。     

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。     

99％氧化铍陶瓷活化Mo-Mn金属化机理研究

采用活化Mo-Mn法对99％氧化铍陶瓷进行了金属化实验和抗拉强度实验.封接强度实验结果表明,活化Mo-Mn法适合99％氧化铍陶瓷金属化封接,其焊接强度与氧化铝陶瓷相当.通过对99％氧化铍陶瓷金属化层的显微结构及金属层中的元素在金属层及陶瓷中的分布情况分析,探讨了99％氧化铍陶瓷Mo-Mn金属化机理.研究发现,99％氧化铍陶瓷金属化时,在氧化铍陶瓷和Mo海绵骨架中间形成了一层约3μm的过渡层,金属化层的Mo海绵骨架结构通过过渡层与氧化铍陶瓷基体紧密连接.     

陶瓷金属化的方法和配方

烧成块的氧化铍陶瓷的金属化方法如下:首先在陶瓷上涂一层按重量比为70～85%的钨粉和15～30%的氧化钇(Y_2O_3)粉的混合物,然后加热到足够的温度,使钨粉烷结,并使 Y_2O_3与 BeO 反应生成液相,而渗透和填充到烧结钨的间隙中去。这样,在氧化铍陶瓷上提供了一种键合牢固的金属化表面,以便同其它金属焊接,形成电连接或密封结构。     

多层共烧氮化铝陶瓷金属化工艺研究

氮化铝陶瓷因其热导率高、绝缘性好以及无毒害等特点在许多领域有着广泛的应用。多层共烧氮化铝陶瓷是采用厚膜印厣j的方式将多层的电路金属化做入氮化铝基板并在特定气氛中高温烧结的一种高性能陶瓷。金属化是多层共烧氮化铝陶瓷的一个关键工艺,文章主要介绍了对金属化工艺的研究。重点研究了其中的印刷工艺、叠片层压工艺和烧结工艺。通过对印刷和烧结参数的研究,使得生产陶瓷的热导率大于170W（m·K）^-1,金属化的方阻小于18mΩ／□,金属化的抗拉力大于1．8N（1mm^2焊接面积）,能满足大功率LED封装、大功率功率管封装的性能要求,已经在多种陶瓷外壳和基板中应用。     

Pr系ZnO压敏陶瓷的sol-gel法制备及电性能研究

以Zn(N03)2和NaOH为原料,采用sol-gel法制备了Pr系ZnO压敏陶瓷.研究了所制压敏粉体和压敏陶瓷的性能.结果表明:干凝胶在700℃下煅烧2 h,得到球状Pr系ZnO粉体颗粒,平均粒径为200 nm.1 220℃烧结制备的Pr系ZnO压敏陶瓷性能优异:晶粒大小约为3.2μm,压敏电压为910 V/mm,非...     

BaSnO3陶瓷的制备及其电性能研究

以BaCO3、SnO2为原料,微量SiO2、Bi2O3、Sb2O3作烧结助剂,Ta2O5作施主,采用传统的固相反应法,制备出相对密度达97%~99%,平均粒径约为8μm的BaSnO3半导体陶瓷。采用Na2CO3或Li2CO3与Mn(NO3)2的组合作受主掺杂可有效增强BaSnO3陶瓷的晶界效应。当x(Mn(NO3)2)为1%时,BaSnO3陶瓷电阻率达3.3×106Ω.cm,晶粒电阻率为4.3Ω.cm,视在介电常数为1.9×104(1 kHz),经电导激活能测试,估算出晶界势垒约为0.5 eV。     

掺ZBS玻璃低温烧结YIG铁氧体及其磁性能研究

采用普通陶瓷工艺,分别制备了不同ZnO-B2O3-SiO2(ZBS)玻璃掺量的Y3Fe5O12(YIG)和Y1.05Bi0.75Ca1.2Fe4.4V0.6O12(YBiCaVIG)铁氧体样品。分析了样品的物相组成、显微结构及磁性能。结果表明,ZBS玻璃能有效地降低YIG和YBiCaVIG陶瓷的烧结温度,当w(ZBS)=10%时,其烧结温度可分别降低到1 280℃和950℃,但XRD显示烧结体中分别出现少量SiO2和YFeO3(YIP)杂相,SEM显示样品的晶粒大小约2～4μm,气孔率偏高。添加ZBS玻璃后材料的饱和磁化强度4πMs下降,铁磁共振线宽ΔH增大,但由于烧结体晶粒较细,自旋波线宽ΔHk较大,可作为YIG大功率材料使用。     

不同晶粒尺寸钛锡酸钡陶瓷的烧结及介电性能

利用溶胶包覆和高能球磨的方法,经传统的陶瓷工艺,得到相对密度在95%以上,晶粒尺寸在0.36~23μm之间的Ba(Ti0.9Sn0.1)O3钛锡酸钡陶瓷。发现用溶胶包覆粉体的方法,可以阻止烧结过程中晶粒的异常长大,并且降低陶瓷的烧结温度。对样品介电性能进行了研究,发现随着晶粒尺寸的减小,Ba(Ti0.9Sn0.1)O3陶瓷表现出相对介电常数峰值对应的温度(tm)向低温方向移动,相变弥散程度增加,室温(25℃)相对介电常数先增大后减小的规律。     

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。     

BeO陶瓷基片表面平整化改性工艺研究

采用在BeO陶瓷基片表面被覆玻璃釉的方法实现基片表面的平整化改性,并利用台阶测试仪、扫描电子显微镜(SEM)等手段研究不同烧结制度对被釉基片表面粗糙度的影响。实验结果表明,相较于抛光处理的BeO陶瓷基片的轮廓平均偏差和算数均方根偏差值分别为62.8nm和141.9nm,被釉平整化改性的BeO陶瓷基片的参数值可分别降至18.2nm和24.9nm,可实现高效率、低成本的BeO陶瓷基片平整化改性。     

溶胶–凝胶法合成Nd:YAG粉体及透明陶瓷的制备

以Y2O3和硝酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,采用溶胶–凝胶法合成了Nd0.03Y2.97Al5O12(Nd:YAG)干凝胶,经不同温度焙烧后制得前驱粉体,然后将粉体经1700℃真空烧结制备了Nd:YAG透明陶瓷。对柠檬酸的络合作用进行了探讨,对粉体及透明陶瓷的结构、形貌和光学性能进行了研究。结果表明:柠檬酸与硝酸盐发生络合反应形成有机网络结构,有效减轻了粉体颗粒间的团聚;950℃焙烧后得到纯相Nd:YAG粉体,颗粒细小并呈片状;Nd:YAG透明陶瓷致密度高(理论密度的95%),晶粒尺寸约为10μm,在1060nm处的透射率为63%。     

高纯高导热BeO陶瓷材料烧结工艺研究

选用两种高纯氧化铍(BeO)瓷料(一种为原生料,另一种为瓷件料),以不同的烧结工艺制备高纯BeO陶瓷。通过品红实验和扫描电镜(SEM)观察发现:采用原生料制备的陶瓷素坯在天燃气方式加热的钟罩炉中难以致密化,陶瓷容易吸红。这主要是由于高纯BeO的原生料的烧结是以蒸发-凝聚传质方式为主,扩散传质方式为辅,在一定的温度和压力下,有BeO(蒸汽) CH4易产生BeOH CH3或CH3OH Be。采用瓷件料制备的陶瓷素坯在天燃气热钟罩炉中能致密化,陶瓷不易吸红。这主要是由于高纯BeO的瓷件料的烧结是以扩散传质方式为主,以蒸发-凝聚传质方式为辅,烧结后期离子沿粒界作快速迁移,靠界面扩散使瓷体致密化。     

Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷的介电性能与微观结构

利用传统陶瓷工艺制备了新型的Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3无铅压电陶瓷,研究了陶瓷的介电性能和微观结构。研究结果表明,介电常数εr和介质损耗tgδ在K含量为0.20~0.25(摩尔分数)时达到最大值,且随Li含量的增加而增大;介温曲线表明,Bi0.5(Na1-x-yKxLiy)0.5TiO3陶瓷在110~210℃之间出现介质损耗峰,在300~350℃附近出现比较平坦的介电常数峰;陶瓷的最佳烧结条件为1 100~1 150℃,2~3 h;陶瓷晶粒有规则的几何外形,晶粒尺寸为1.2~2.5 m;Li含量越高,陶瓷的烧结温度越低;K促进了晶粒特定方向的生长。