浅谈氧化铝Al2O3陶瓷的添加剂

jrnano

1、氧化镁MgO（VK-Mg30）的作用

氧化镁MgO（VK-Mg30）是氧化铝Al2O3（VK-L30）烧结过程中的显微结构稳定剂，它可以细化晶粒，大大减小晶界能的差异，削弱晶粒生长的各向异性，抑zhi不连续的晶粒生长。

由于MgO高温挥发性较强，为了达到良好的效果，常将氧化镧La2O3 （VK-La2O3）或氧化钇Y2O3（VK-Y2O3） 同MgO混合引入。La2O3 或Y2O3 的引入，可以细化晶粒，促进烧结致密化，但会降低致密化的速率。

2、氧化硅SiO2（VK-SP30）的作用

原料中SiO2的含量的提高，能显著削弱或消除Na2O杂质对瓷体介电损耗的有害影响。在SiO2存在的情况下，钠离子可以转移到硅酸盐玻璃相中或者形成钠长石(NaO·Al2O3·6SiO2)之类的化合物，从而减少和消除陶瓷中的β-Al2O3，减少了其有害作用。

3、氧化钙CaO（VK-Ca01）、氧化锶SrO、氧化钡BaO的作用

在氧化铝陶瓷里，要得到显微结构致密、晶粒均匀细小的结构，须含有MgO和微量的CaO。这类添加剂通常用于与其他成分配伍形成低共熔点体系。

4、氧化钛TiO2（VK-T25）、三氧化二铬Cr2O3、三氧化二铁Fe2O3、二氧化锰MnO2、五氧化二钒V2O5的作用

这类添加剂与CaO、MgO、SiO2不同，它们不形成液相，由于他们的晶体结构与Al2O3接近或一样，离子半径接近，故它们在氧化铝里形成有限或无限固溶体，导致晶格发生畸变，且它们均为变价化合物，在烧结过程中，电价还可以发生变化，活化晶格，可显著促进烧结。

这类添加剂的作用规律：①能与Al2O3形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用大；②可变价离子的添加剂比不变价的添加剂的作用大；③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。

这类添加剂的缺点是：由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的（重结晶烧结），故晶体内的气孔较难填平，气密性较差，且由于添加物为变价化合物，在潮湿或电场作用下，易发生电子的迁移，导致电性能下降很多。故在陶瓷电路基板行业中不用或慎用这类添加剂。