烧结助剂Y2O3和Pr6O11对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响
2012-09-26彭超群王日初王小锋李婷婷王志勇
刘 兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷,王志勇
(中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083)
烧结助剂Y2O3和Pr6O11对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响
刘 兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷,王志勇
(中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083)
采用高分子网络法制备混合纳米粉体,研究稀土氧化物Y2O3和Pr6O11加入量对Al2O3陶瓷相对密度和热导率的影响。采用阿基米德方法测定样品的体积密度,利用激光脉冲法测量试样的热扩散率并计算得出热导率。结果表明:两种添加剂都可以降低Al2O3陶瓷的烧结温度,提高Al2O3陶瓷的热导率,其中Y2O3的促进作用较强;当保温时间相同、烧结温度为1 500~1 650 ℃时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率都随烧结温度的升高而增大;当烧结温度相同、保温时间为30~120 min时,Al2O3陶瓷的相对密度和热导率也随保温时间的延长而增大。
Al2O3陶瓷;Y2O3;Pr6O11;烧结温度;保温时间;相对密度;热导率
现代电子信息技术飞速发展,电子产品向小型化、便携化、多功能化方向发展。电子封装正在与电子设计和电子制造一起,共同推动信息化社会的发展[1]。电子封装基片材料的种类很多,包括陶瓷、环氧玻璃、金刚石、金属及金属基复合材料等[2]。其中,Al2O3陶瓷基片价格低廉,强度、硬度、化学稳定性和耐热冲击性能高,绝缘性和与金属附着性良好,是目前电子行业中综合性能较好、应用最成熟的陶瓷材料,占陶瓷基片总量的90%。
Al2O3陶瓷烧结主要通过扩散完成致密化,Al2O3晶格能较大,离子键较强,烧结激活能大,结构比较稳定,质点扩散系数低(Al3+在1 700 ℃时扩散系数仅为10−11cm−2/s),因此,烧结温度较高[3]。……
