§9.3 装置瓷

1. §9.3 装置瓷 又称结构瓷； 主要作用在于安装、固定、支撑、保护、绝缘，隔离及连接各种电子元器件； 应用十分广泛：高频绝缘子、插座、瓷轴、瓷条、瓷管、基板、线圈骨架，波段开关、瓷环等。

2. 一、制品要求： (1)介电系数要小； (2)高频电场下的介质损耗要小； (3)机械强度要高； (4)还希望有高介电强度、高比体积电阻、高导热系数和合适的热膨胀系数以及易于加工、低成本、无毒、高稳定等性能。

3. 二、装置瓷分为五类： • 钡长石瓷：BaO-Al2O3-2SiO2 • 高铝瓷：Al2O3-SiO2 √ • 镁质瓷：MgO-Al2O3-2SiO2 √ • 硅灰石瓷：CaO-Al2O3-2SiO2 • 锆石英瓷： ZrO-Al2O3-2SiO2

4. 三、高铝瓷 • 成分组成 Al2O3＋SiO2 , 其中：Al2O3 > 45% （1）Al2O3含量较高，主晶相为刚玉 —Al2O3，三角晶系，a=0.513nm, =55º16′ 机械强度高，高温R/V大，tgδ小； （2）SiO2↗，莫来石晶相 正交晶系，a=0.754nm, b=0.767nm, c=0. 576nm 机械强度高，介质损耗亦大； （3）SiO2↗ ↗ ，硅酸盐玻璃相 表9.6和表9.7列出了几种高铝瓷的化学组成、主晶相及主要性能，自己看看。

5. 2. 刚玉磁生产的技术关键 （1）化学组成合适，没有或很少含有害杂质； （2）在尽可能低的温度（烧成温度1600～1750℃），尽可能少的玻璃相情况下，使瓷坯烧结致密； （3）瓷坯中的氧化铝不仅要全部转化为稳定的—Al2O3相，而且还要求晶粒细小、分布均匀。

6. 3. 性能与应用 • 刚玉瓷具有很高的耐火度，优良的导热、介电和机械性能，可用于制作高可靠性厚膜、薄膜集成电路基片和大规模集成电路用的多层封装管壳，也可制作电真空陶瓷器件和高频电绝缘瓷件及各种集成电路的构件等； • 此外，由于氧化铝陶瓷硬度大，耐磨性好，可制作刀具及化工、纺织机械和石油工业用的耐磨零件以及高温热电偶套管、坩埚等。

7. 四、镁质瓷 含镁铝硅酸盐——MgO-Al2O3-SiO2体系，分为四类： • 滑石瓷（MgO·SiO2） （1）组成与主晶相 以滑石3MgO·4SiO2· H2O为泥料烧制而成的陶瓷，主晶相:原顽灰石。 （2）性能特点 优：电气性能优良，机械强度中等，便于加工，价格低廉; 缺：膨胀系数较大，热稳定性较差，耐热性低。 （3）应用 除特殊要求外的主要高频装置瓷之一。

8. （4）生产关键技术 • 防止瓷件定向开裂： 采用原料预烧，让微细的片状晶体作不规则的排列; ro:人工合成粒状MgO·SiO2作原料； B. 老化问题 老化—制品在贮存、运输、加工或使用过程中自动产生裂缝、空隙或松散成粉的现象。 防止老化的办法: 原料磨细 (<7μ)， 加入适当的晶粒抑制剂(例如MnO或MnSiO3)，减少CaO的含量，以防止晶粒长大；

9. C.扩大烧结范围 烧成温度：1300～1350℃ 加入5～10％长石，作助溶剂， 扩大烧结范围：30～60℃。 D. 炉温均匀，不用过烧，保温1小时左右； 在还原性气氛中烧结，升、降温速率适当。 2. 镁橄榄石（2 MgO·SiO2） 加入Mg(OH)2，主晶相为镁橄榄石； 烧成温度：1250～1350℃； 介电损耗低，用于制备电真空零件，高功率电容器等。

10. 3. 尖晶石瓷（MgO·Al2O3） 配方：MgO : Al2O3=28.4 : 71.6 主晶相：镁铝尖晶石； 烧成温度：1350℃左右； 添加剂：少量粘土 尖晶石瓷的介质损耗低于滑石瓷，介电常数稍高，化学稳定性很好，在电子行业中用作低压高频电容器、感应线圈骨架及管座等。

11. 4.堇青石瓷（ 2MgO·2Al2O3·5SiO2） 以Al2O3代替部分Mg(OH)2，分子式为： 2MgO·2Al2O3·5SiO2 主晶相：堇青石 烧成温度：1300～1400℃， >1400℃时分解为莫来石玻璃体； 添加剂：加入20～30％锆石英或其他矿物剂，如LiF、PbO、B2O3、BaCO3、ZrO2、长石和粘土等，可以扩大烧结范围，降低烧结温度，改善产品性能； 应用：堇青石瓷抗热震性好，介电损耗较小，可作耐电弧的电工陶瓷和高频绝缘陶瓷； 堇青石含量为97％的多孔质陶瓷是很好的隔热材料、复合材料的基料、燃烧器喷嘴材料和电绝缘材料等。

12. 谢 谢！