氧化铝陶瓷及其金属化技术ppt课件

适应性
适应形状相对简单，适应尺寸较大、密 适应形状相对复杂，
精度要求较高，密 度要求较高的产品； 对产品精度、密度
度较好的中小型产 对于异形产品成型 等性能要求不高的
品
后还要进行坯体加 中小型产品。
工。
产品质量、 性能
尺寸精度高、一致 性好、良率高。产 品密度高、强度等 各方面性能较佳
密度高，产品质量 决定于后加工水平
为确保烧结产品不开裂、不起泡，应在200-600度区间设置排胶区（电炉 要装置循环热风）。
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工艺说明4：研磨与清洗
苏配方体系；2.德日配方体系；3.韩国配方体系
美国、苏联
日本、德国
韩国
陶瓷
93-95%Al2O3 钙铝硅三元系
92-96%Al2O3 钙镁铝硅四元系
93-95%Al2O3 镁铝硅三元系
晶相 晶粒范围2.5-45um, 晶粒范围5-25um,平 晶粒范围3-15um,平均
平均晶粒15um,气孔 均晶粒 12um,气孔率 晶粒8um,气孔率低
题目：氧化铝陶瓷及其金属化技术 （MoMn法）
主讲人：谢文华 日期：2016年5月
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01 氧化铝陶瓷配方组成、结构与性能
主
02 金属化浆料配方组成、结构与性能
讲
内
03 金属化陶瓷-放电管的生产工艺
容
04 产品的性能与质量检测方法
05 对金属化陶瓷产品质量的评价
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一、氧化铝陶瓷组成、结构及性能
国内外实用化和配方采用的氧化铝陶配方体系有两种:1.美、
均混：为确保压制密度及收缩的一致性，造粒料需要分级和均 混，均混过程中加入一定量的脱膜剂，防止粘膜。
註：生产放电管应采用离心式造粒粉料，粒子小而均匀，流动性 好，避免压制壁薄产品时缩腰。
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工艺说明2：成型
成型分干压、等静压、热压铸三种成型方法，对比见下表
对比项目 干压成型
等静压成型
热压铸成型
其他
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粉料+烧结助剂→研磨→造粒→干压→烧结→端面研 磨 或热压铸工艺生产 →清洗→白瓷检验→印刷MoMn浆料→干燥→保护气氛 烧结→活化→镀Ni→成品检验→包装 备注： 1.粉料应选用低钠0.05%以下，原晶2-3um，转化率大 于96%的氧化铝粉。Mo粉粒度应选用2-3um较均匀 球形粉（国内Mo粉达不到此要求）。 2.关键工序详细工艺说明如下。
孔率占25%左右；
孔率占20%左右MoMn 率占25%左右;MoMn层厚
MoMn层厚度20-45um; 层厚度15-30um；完整、度15-20um；完整、连续
完整、连续、不均匀 连续，较均匀
均匀
Leabharlann Baidu
3-10um，完整、连续、 3-5um，完整、连续、 2-3um，完整、连续、均
不均匀
较均匀
匀
与陶瓷表面匹配性好， 断裂面为陶瓷层；气密 性差、拉力分散。
美国、苏联
日本、德国
韩国
金属化组成 MoMn层结构
Ni层 性能 备注
MoMn AlSi体系 Mo占50-65%
MoMn AlSi体系 Mo占70-80%
MoMn AlSi体系 Mo占60-70%
晶粒范围0.5-10um,平均 晶粒范围0.5-5um,平均 晶粒范围0.3-3um,平均晶
晶粒3-5um,玻璃相、气 晶粒2-3um,玻璃相、气 粒1-1.5um,玻璃相、气孔
400MPa,但较分散
400MPa,且较均匀
300MPa,但拉力集中
备注
我国放电管通用配方体 我国真空管、磁控管通
系
用配方体系
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附件1：(放电管)95%陶瓷金属化结合层剖面图
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二、金属化浆料配方组成、结构与性能
金属化浆料均为MoMn AlSi体系，但为了与陶瓷相匹配，其组成与 金属粉体选择与陶瓷组成、结构相一致。
率高
低
性能
与Mo\Mn金属浆料匹 适合于金属化，与金属 配性好，与金属结合好，结合好，瓷体密度、强 但瓷体密度、强度低， 度高，气密性好、但对 气密性差、性能分散 MoMn浆要求较高
相对难于金属化，与金属 结合好，瓷体密度、强度 高，气密性非常好，性能 集中
强度
封接平均强度高，大于 封接平均强度高，大于 封接平均强度中，大于
烧结：氧化铝陶瓷烧结，由于烧结温度高1600度以上，中性或氧化气氛 烧结，因此一般采用电推板窑和气烧梭式窑以及气烧隧道窑。由于梭式 窑截面较大，且为间歇式窑炉，烧结温差比较大。对于生产规模较大的 厂家建议使用电推板窑，以确保产品的一致性。
金属化陶瓷烧结比实际烧结温度高出30-50度，使刚玉晶粒长大至1020um，学术上叫“过烧”，再经表面处理均匀粗化后以与金属颗粒相匹配。 所以，陶瓷烧结后的断面检查是非常必要的。
我国通用浆料配方
与陶瓷结合好，断裂面 与陶瓷结合好，结合层致
为陶瓷金属层，气密性 密，断裂面为金属层，气
好、拉力较集中
密性非常好，性能集中
我国正在改进的浆料配
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附件3：金属粉SEM分析
金属粉 纯度
SEM照片
Mo粉
99.5%, 晶 粒 大 小 3-10um ， 片
状为主
Mn粉
99.5%, 晶 粒 大 小 1-2um ， 球 形 为主。
尺寸精度差、较分 散、密度低，有微 气孔。合格率较低
成本
压机模具投资大， 设备投资大，效率
但效率高，可一次 低，不适合规模化
性烧结
生产
设备、模具投资少， 但效率低，需要两 次烧结
备注
适合于生产放电管 适合于生产真空开 传统放电管生产工
关管
艺
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工艺说明3：排蜡及白瓷烧结
排蜡：对于热压铸成型坯体由于加入了12-15%左右的有机物必须在烧结 前进行预处理，否则烧结产品会出现气泡、开裂和变形。对于干压和等 静压坯体由于加入2%左右的有机物，因此，不需要单独排胶处理只要在 白瓷烧结炉前段增设一排胶区或升温时在200-600度延长2-3小时即可。
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工艺说明1：粉料及造粒
制浆：将氧化铝粉料和烧结助剂加成型添加剂进行研磨混合调 节有一定流动性液体
造粒：分压力式（高压喷嘴雾化）和离心式（高速旋转盘雾化）
压力式造粒料特点：颗粒粗100-300um（60-150目）；颗粒苹果 形，分布范围宽；流动性差70S，适合于压制大型产品。 压力式造粒料特点：颗粒粗100-300um（50-150目）；颗粒苹果 形，分布范围较宽；流动性差70-75S，适合于压制大型产品。 离心式造粒料特点：颗粒细80-180um（80-200目）；颗粒球形， 分布范围窄；流动性好60-65S，适合于压制小型产品。