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氧化镁作为添加剂的应用

发表时间:2023-10-17 访问量:3123
1、作为氧化铝陶瓷的烧结剂


氧化镁作为常见的烧结助剂,对氧化铝陶瓷有以下影响:
a、添加适量MgO可以降低氧化铝陶瓷的烧结温度,抑制晶粒长大,提高致密度。
b、添加MgO,Mg加快了晶界扩散,对晶粒有一定的细化作用,致密度与力学性能较好。
c、适量的MgO可以抑制晶界的快速移动,使得气孔排出比较完全,陶瓷更加致密,透过率较高。


2、作为高性能陶瓷散热基板的烧结助剂


随着高铁、航空航天及军工领域的大功率电子器件朝着高温、高频和高集成度等方向发展,高效散热成为迫切需求。大功率器件通过陶瓷覆铜板实现与外界的热交换。目前主流的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三种,都需要采用MgO作为烧结助剂。尤其是对于综合性能的Si3N4陶瓷,为避免Al2O3作为助剂产生的晶格缺陷增加声子散射,MgO成为制备高导热Si3N4陶瓷的烧结助剂,其使用量约为3%。

3、作为ZTA耐磨陶瓷的烧结助剂

Al2O3和ZrO2都具有耐高温、耐磨损和较好的生物相容性等特性。以ZrO2增韧Al2O3制备ZTA纳米复相陶瓷,可扬长避短,充分发挥其集成优势,在航空航天、发动机耐磨部件及人工股骨球头等方面具有重要应用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒细化机制与其在Al2O3中类似,其使用量约为2%。

4、作为铁电陶瓷添加剂

(1)添加到BaTiO3基陶瓷中

采用均匀沉淀法将MgO均匀地包覆在BaTiO3基陶瓷粉体表面,能有效抑制晶粒长大,从而获得晶粒均匀的陶瓷,此细晶效应是由于晶界区MgO的抑制作用;MgO有助于形成“壳一芯”结构晶粒,降低并展宽BaTiO3基陶瓷的ε峰,增加电阻率和击穿电压强度。

(2)添加到钛酸锶钡陶瓷中

钛酸锶钡(BST)铁电陶瓷材料以它的高可调性和低介电损耗在作为相控阵中的移相器和微波频率下的可调器件有非常好的应用前景。

由于目前的各种铁电材料均存在某些方面的不足,通过各种手段提高其综合性能,成为钛酸锶钡材料实现大规模应用必须解决的关键问题。

除了用稀土元素离子进行A位掺杂取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介电常数和介电损耗。

5、掺杂在氧化锌线性陶瓷

ZnO线性陶瓷电阻具有电阻率变化范围大,通流密度大,非线性系数低,电阻温度系数小的优点,广泛应用于电力-电子、交通、通信及家用电器等方面。传统的ZnO复合陶瓷仍存在许多问题,如结构均匀性差、工业生产重复率低、稳定性差、理论研究不充分等

MgO的添加有助于改善ZnO陶瓷电阻的阻温系数,适量的MgO可促进烧结,提高陶瓷的致密度,但过量添加反而会使陶瓷致密度下降。

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