氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁(Al2O3)為主體的陶瓷材料,用于厚膜集成電路。氧化鋁陶瓷有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。需要注意的是需用超聲波進(jìn)行洗滌。氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的陶瓷,因?yàn)槠鋬?yōu)越的性能,在現(xiàn)代社會(huì)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,滿足于日用和特殊性能的需要。那么,下面小編介紹一下使用氧化鋁陶瓷過程中的技術(shù)指標(biāo)主要包括以下幾類:
物理性能指標(biāo)
密度:氧化鋁陶瓷的密度一般在 3.5 - 4.0g/cm3 左右,對(duì)于 95 瓷、99 瓷等不同純度的陶瓷,密度會(huì)有所差異,高純度的氧化鋁陶瓷密度相對(duì)較高。密度影響著陶瓷的質(zhì)量、強(qiáng)度等性能,如在一些要求輕量化且高強(qiáng)度的應(yīng)用場(chǎng)景中,密度是重要考量因素。
氣孔率:通常要求氣孔率盡可能低,一般在 1% - 5% 之間。較低的氣孔率可使陶瓷具有更好的致密性,從而提高其機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性、耐腐蝕性等性能;反之,氣孔率過高會(huì)導(dǎo)致陶瓷性能下降。
熱膨脹系數(shù):一般在(6 - 8)×10??/℃之間,與金屬等其他材料相比相對(duì)較低。熱膨脹系數(shù)決定了氧化鋁陶瓷在不同溫度環(huán)境下的尺寸穩(wěn)定性,在與其他材料配合使用時(shí),如與金屬部件連接,需要考慮熱膨脹系數(shù)的匹配性,以防止因熱脹冷縮差異過大而產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致部件損壞。
熱導(dǎo)率:熱導(dǎo)率一般在 15 - 30W/(m?K) 之間,具有一定的導(dǎo)熱能力。在一些需要散熱或隔熱的應(yīng)用中,熱導(dǎo)率是關(guān)鍵指標(biāo),例如在電子設(shè)備中作為散熱部件時(shí),較高的熱導(dǎo)率有助于快速將熱量散發(fā)出去,保證設(shè)備正常運(yùn)行。
機(jī)械性能指標(biāo)
硬度:莫氏硬度通常在 8 - 9 之間,硬度高使其具有良好的耐磨性,能抵抗外界物體的刻劃和磨損,適用于制造耐磨部件,如陶瓷刀具、研磨介質(zhì)等。
抗壓強(qiáng)度:一般可達(dá) 2000 - 5000MPa,高強(qiáng)度使其能承受較大的壓力,在承受重載的場(chǎng)合,如陶瓷基片用于支撐電子元件、陶瓷軸承承受軸向和徑向載荷等方面表現(xiàn)出色。
抗彎強(qiáng)度:抗彎強(qiáng)度一般在 200 - 500MPa 之間,反映了陶瓷抵抗彎曲破壞的能力,對(duì)于一些需要在動(dòng)態(tài)或復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下使用的氧化鋁陶瓷部件,如陶瓷懸臂梁、陶瓷支架等,抗彎強(qiáng)度是重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。
斷裂韌性:斷裂韌性一般在 3 - 5MPa?m1/2 之間,代表了材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力,一定程度上反映了陶瓷的脆性程度。較高的斷裂韌性可使陶瓷在受到?jīng)_擊或存在缺陷時(shí),不易發(fā)生斷裂,提高其可靠性和使用壽命。
電氣性能指標(biāo)
體積電阻率:體積電阻率通常在 1012 - 101?Ω?m 之間,具有良好的絕緣性能,可有效阻止電流通過,常用于電子設(shè)備中的絕緣部件,如陶瓷絕緣子、絕緣基片等,防止電路短路和漏電。
介電常數(shù):介電常數(shù)一般在 8 - 12 之間,且在一定的頻率范圍內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定,是衡量陶瓷在電場(chǎng)作用下儲(chǔ)存電荷能力的指標(biāo),在電容器、微波器件等領(lǐng)域,需要根據(jù)具體應(yīng)用要求選擇合適介電常數(shù)的氧化鋁陶瓷,以實(shí)現(xiàn)特定的電學(xué)性能。
介質(zhì)損耗:介質(zhì)損耗角正切值一般在 10?3 - 10??數(shù)量級(jí),低介質(zhì)損耗意味著在交變電場(chǎng)作用下,陶瓷材料因極化等原因產(chǎn)生的能量損耗較小,可減少發(fā)熱和信號(hào)衰減,適用于高頻、高壓等對(duì)電氣性能要求高的場(chǎng)合。
化學(xué)性能指標(biāo)
耐腐蝕性:氧化鋁陶瓷具有良好的耐酸、耐堿和耐鹽性能,在不同 pH 值的化學(xué)介質(zhì)中,質(zhì)量損失率通常小于 1%。在化工、食品、醫(yī)藥等行業(yè),接觸各種化學(xué)物質(zhì)的設(shè)備和部件使用氧化鋁陶瓷,可有效抵抗化學(xué)腐蝕,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
純度:純度高的氧化鋁陶瓷雜質(zhì)含量低,一般要求純度達(dá)到 95%、99% 甚至更高,高純度可保證陶瓷的性能穩(wěn)定性和一致性,減少雜質(zhì)對(duì)性能的影響,在高端電子、航空航天等對(duì)材料性能要求苛刻的領(lǐng)域,對(duì)氧化鋁陶瓷的純度要求更為嚴(yán)格。