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氧化铝陶瓷断裂韧性怎么测?
发布时间:2021-06-12    来源:明睿陶瓷   作者:管理员

氧化陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料,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。
 

ZTA即为氧化锆增韧氧化铝陶瓷,属于无机非金属材料。
 

 

对氧化铝陶瓷的增韧是目前使用增韧方法是添加20%的氧化锆(ZrO2)增韧。当氧化铝中加入纯Zr02,粒子形成ZrO2增韧氧化铝陶瓷时,当添加含量适当时,可使韧性显著提高。
 

其韧化效果主要来源于以下机理:
 

1.使氧化铝晶粒基体细化。
 

2. 氧化锆相变韧化。
 

3.显微裂纹韧化。
 

4. 裂纹转向与分叉。商用高纯氧化铝陶瓷与ZrO2增韧氧化铝陶瓷力学性能对比99%氧化铝陶瓷 氧化锆增韧氧化铝陶瓷密度 ≥4.1,洛氏硬度≥90,维氏硬度≥1300,断裂韧性6.0, 抗折强度 480MPa,抗压强度 3600MPa ;
 

刚玉陶瓷材料具有耐高温、强度大、耐蠕变、绝缘性好、重量轻等优良的特性 ,是一种理想的结构陶瓷材料 ,在许多工业部门得到了广泛的应用 随着科学技术的发展 ,其应用领域不断扩大 ,作为一种新型的结构陶瓷材料已经应用于大功率发电机的部件、精密的机械加工部件、电子技术领域中的部件等新的科技领域 在这些新科技领域中的应用 ,对刚玉陶瓷材料的性能提出了更高的要求 由于刚玉陶瓷材料的脆性 ,使其应用范围受到了限制 为了克服陶瓷材料的脆性 ,提高可靠性 ,其韧化是当代陶瓷学家们所面临的重要课题之一,对于陶瓷材料已经提出了多种增韧机理 ,较成熟和应用较广泛的增韧方法有ZrO2 增韧和纤维增韧。目前中国市场有成功案例,明睿陶瓷生产的ZTA采用等静压制胚,隧道电阻窑烧制增韧氧化铝陶瓷,ZTA特种陶瓷。
 

大家都知道氧化铝是刚玉,莫式硬度为9,立方氧化锆的莫式硬度为8.5,但是从工业陶瓷防磨使用的角度来看,并非硬度越高越好,还要看陶瓷韧性,硬度和韧性都要高,才能说是陶瓷。并不是说氧化锆陶瓷就不如氧化铝陶瓷,氧化锆陶瓷在高温下的晶格相非常稳定,还原到常温下氧化锆陶瓷晶格就受损。因此常温下就纯氧化铝和纯氧化锆来说氧化铝的硬度更高。但是氧化铝陶瓷是混合体,它是经过人工配料然后干压成型、烧结1680℃而成的,并非纯纯的刚玉。因此要看陶瓷的氧化铝含量,有的厂家有85%氧化铝陶瓷,92%氧化铝陶瓷,95%氧化铝陶瓷,99%氧化铝陶瓷等多种陶瓷,明睿陶瓷在这个陶瓷行业研究很深很专业,生产的耐磨陶瓷洛氏硬度为HRA82-90,断裂韧性KIC≥7.5Mpa.m1/2,硬度仅次于金刚石。
 

增韧氧化铝陶瓷是在氧化铝的基础上增加一定的氧化锆陶瓷配料,韧性介于氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷之间,因为氧化锆陶瓷的价格较高,使用者一次性投入比较大,生产使用朂多的厂家主要是欧美企业和澳大利亚必和必拓等大集团。
 

而氧化锆陶瓷在高温下的晶格稳定,一到常温下晶格相就受损,所以94.4%的氧化锆在常温下达到稳定状态必须添加5.6%稳定剂(稀土等),粉末干压成型,烧结1560℃而成,硬度和韧性就会超过99%氧化铝陶瓷,它的抗冲击性就超过了99%氧化铝陶瓷。如果不添加稳定剂,陶瓷就容易开裂,所以氧化锆球作为研磨材料,是因为它具备硬度和韧性都很大的。
 

所以明睿陶瓷的特点突出,如下:
 

1.硬度高,性能优异
 

2.韧性强(抗冲击性能优异)

 

 

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