特種瓷絕緣(yuán)材料一般以人工合成的氧化物、氮化物等為主要原料,通過特殊(shū)的措施如真空燒結、保護(hù)氣氛燒結、熱壓、熱等靜壓、微波燒結等手(shǒu)段燒製而成。隨著高導熱、高頻率、耐高溫、高(gāo)強度(dù)等特(tè)殊環(huán)境的需求,特種瓷(cí)絕緣(yuán)材料經曆了由單相的氧化物到非氧化物再到多相陶瓷基複合材料的發展過程。按照材料的性能,特種瓷絕緣(yuán)材料(liào)具體可分為高導熱瓷絕緣材料,耐熱瓷絕緣材料(liào)和高強度瓷絕(jué)緣材料。
(1)氧化鈹瓷。氧化鈹瓷是一種性能優異的高導熱絕緣材料。原料一般采用活化燒(shāo)結的(de)工藝獲得,即用氫氧化鈹在1000℃-1200℃的氫氣氣氛中預(yù)燒而成。由於氧化鈹陶瓷的(de)燒成溫度較高,通常在原料中加入適量的添加劑(jì)以降(jiàng)低其(qí)燒成溫(wēn)度,燒成溫度為1600℃-1800℃。
在眾多絕緣材料中(zhōng),氧化(huà)鈹具有僅次於金剛(gāng)石的導(dǎo)熱性(xìng),在室溫下能以大約300W/m▪K進行散熱。另外,氧化鈹瓷還具有(yǒu)較高的電阻率和較大的擊穿強度,是一(yī)種導(dǎo)熱性(xìng)能優異的耐高溫瓷絕緣材料。氧(yǎng)化鈹(pí)瓷主要用於大功率集成電路基片和高可(kě)靠大功率電機基體。但由於氧化鈹有毒且價(jià)高,使其應用範圍受到限製。
(2)氮化鋁瓷。氮化(huà)鋁(lǚ)瓷是以氮化鋁粉末為原(yuán)料,通過模壓、熱壓、等(děng)靜(jìng)壓以及(jí)流延成型等方法成型後在氮氣氛中燒結而成。氮化鋁陶瓷具有導熱(rè)性好、電絕緣(yuán)性好,熱膨脹係數小等一係列優良性能,其(qí)熱導(dǎo)率可達到180W/m▪K。
由於(yú)氮化鋁具有很好(hǎo)的導熱性和電絕緣性(xìng),被(bèi)大量用於混合集成(chéng)電路和多芯片組(zǔ)件中(zhōng)作為散熱材料和電路(lù)元件以及互聯線承載體。
(3)氧化鋁瓷。氧化鋁是一種以剛玉(yù)為主晶相的陶瓷,一般含氧化鋁在(zài)90%以(yǐ)上。氧化鋁陶瓷目前分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷是含量在99.5%以上的陶瓷。普通型氧化鋁陶瓷按含量(liàng)不同(tóng)分為99瓷、95瓷、90瓷等品種(zhǒng)。剛玉燒結(jié)需要1750℃以上的高溫,在製備氧化鋁瓷是,一般通過添加(jiā)鈣、鎂的氧化物和矽酸鹽來降低燒成溫度,在1600℃-1700℃燒成。氧化鋁瓷具有機械強度高、高溫電氣絕緣性能優異、耐(nài)熱溫度高、耐磨性能好的特點,已被廣泛用於燃(rán)機的火花塞、電真空管(guǎn)、高頻瓷等領域(yù)。
(4)氮化矽陶瓷。氮化矽陶瓷是以氮化矽粉作原料,在(zài)氮氣中於1700℃以上的高溫(wēn)下燒結而成。氮化矽陶瓷的強度高、韌性好、絕緣電阻大,因而是一種高性能的瓷絕緣材料,已在航天航(háng)空(kōng)、電子(zǐ)信息等領域作為絕緣材料。