氧化铝陶瓷与刚玉是一种物质吗?
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(AL2O3)为主体的材料,用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。因为其优越的性能,在现代社会的应用已经越来越广泛,满足于日用和特殊性能的需要。
氧化铝存在三种主要变体,分别为α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3。前者在自然界以刚玉的形式存在,氧化铝陶瓷管,后二者是在制备 Al2O3过程中的人工产物。
α- Al2O3即称为刚玉,是莫氏硬度为9的高硬度材料。
氧化锆陶瓷的具体参数和系数
纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是5.89g/cm3,熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100℃左右转变为四方相,加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂(例如:氧化钇)以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。
氧化锆陶瓷(ZR02)性能参数:
体积密度:5.5~6.05 g/cm^3;
熔点:2715℃;
抗弯强度:1100 MPa;
断裂韧性:12 MPam^(1/2);
硬度:88~90 HRA;
弹性模量:220 GPa;
线膨胀系数:(6.5~11.2)X10^(-16)/K;
可达剩余不平衡度:≤0.8 Gmm/kg;
不平衡减少率:≥ 85%
氧化铝陶瓷在热处理状态的特性
氧化铝陶瓷作为一种典型的氧化铝陶瓷件,其综合性能好,既有足够的强度,又有塑性同时硬度也不高,在热处理状态具有耐温韧性,这也是它们被广泛采用的原因之一。同绝大多数的其它金属相似,氧化铝陶瓷件抗拉强度、屈服强度和硬度,随着温度的降低而提高,塑性则随着温度降低而减小。
其抗拉强度在温度15-80℃范围内增加较快,氧化铝陶瓷件,温度进一步降低时则变化缓慢,而屈服强度的增长是较为均匀的。更重要的是随着氧化铝陶瓷件温度的降低,其冲击韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。
通常情况下氧化铝陶瓷的显微组织为等轴晶粒,是由离子键或共价键所组成的多晶结构,因此断裂韧性较低,在外部载荷的作用下,应力会使陶瓷表面产生细微的裂纹,而裂纹则会快速扩展而出现脆性断裂,氧化铝陶瓷,因此在氧化铝陶瓷切削过程中,氧化铝陶瓷应用,经常会出现崩豁现象,即在陶瓷表面出现崩裂的小豁口。
氧化铝陶瓷件出现崩豁现象的原因材料被切除部分和已加工表面分离是通过拉伸破坏引起,这不是正常切削的结果。崩碎切削变形带来的龟裂一般是顺着工件表面一直往下开裂的,此时,由于切削拉应力将切削和相粘结的工件基体一起剥落而形成崩豁现象。需注意的是拉应力越大,造成的崩豁现象越严重,可能会导致整个工件的浪费