Al-,2-O-,3-陶瓷基片的制備與研究.pdf

1、Al2O3陶瓷常用的成型工藝有：流延成型、軋膜成型、注漿成型、凝膠注模成型等。其中凝膠注模成型具有設(shè)備簡單、成型坯體組分均勻、不易變形、實用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因此受到極大關(guān)注。本文以高純的α-Al2O3為主要原料，以燒滑石、碳酸鈣、高嶺土的形式向其中加入MgO、CaO、SiO2等燒結(jié)助劑，采用凝膠注模工藝制備96Al2O3陶瓷基片。 配制固含量高且穩(wěn)定性能好的Al2O3基料漿是用該工藝生產(chǎn)Al2O3陶瓷基片的前提和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要研

2、究了pH值、分散劑、球磨時間分別對料漿懸浮性和穩(wěn)定性的影響，包括Al2O3粉體ζ電位的測定、料漿沉降試驗及粘度試驗。ζ電位測定結(jié)果表明，分散劑顯著的改變了粉體的ζ電位，IEP點(diǎn)由8．2降至5左右，含有分散劑且pH值在8～9左右時，粉體ζ電位的絕對值較大。沉降試驗表明，在堿性范圍內(nèi)沉降百分?jǐn)?shù)較小，料漿較穩(wěn)定，分散劑含量存在最佳值為0．4％。粘度試驗表明，當(dāng)pH值在8～9左右、分散劑含量為0．4％、球磨24 h時，粘度值均為最小值，此時料漿

3、的流動性能最好。 按上述條件制備出Al2O3固含量為45vo1％的Al2O3基料漿，經(jīng)注模、凝膠、干燥得到素坯，在1530℃時燒結(jié)得到密度達(dá)3．7g/cm3，吸水率為0％的致密燒結(jié)體。其力學(xué)性能優(yōu)良，顯微硬度達(dá)1．49GPa，抗折強(qiáng)度達(dá)300．78MPa。并對材料的致密化過程進(jìn)行了研究。 利用SEM、熱膨脹儀等儀器研究了96氧化鋁陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)、熱學(xué)性能、電學(xué)性能、光學(xué)性能等。顯微結(jié)構(gòu)分析結(jié)果表明燒結(jié)體的晶粒均勻、排列整

4、齊，氣孔率較小。燒結(jié)體試樣的平均熱膨脹系數(shù)在20～1000℃時為8．34x10-6K-1。熱擴(kuò)散率在20～1000℃之間為0．0668～0．0154c㎡/s，隨著溫度的升高而降低。電絕緣性能優(yōu)良，體積電阻率在22～500℃時為6×1015～2×1010Ω·cm，電阻率隨著溫度的升高而降低。在測試頻率范圍內(nèi)（1kHz～1MHz），介電常數(shù)低（9．4，9．3），介質(zhì)損耗為2．2×10-3～5．4×10～3。介電常數(shù)隨頻率的升高而降低，之后保