山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2020-12-25
這款軍工專用的陶瓷材料真是深藏不露
近期導熱填料的應用是粉體圈的一大熱點,而其中一些耳熟能詳?shù)牟牧希缪趸X、氮化硼、氮化鋁等都有相當多的高校和企業(yè)在研究,但這一領域的“優(yōu)秀成員”遠不止如此,比如國內(nèi)只有少數(shù)幾家企業(yè)在生產(chǎn)的冷門材料——氧化鈹(BeO)。
提起氧化鈹,大家的通常印象是有毒,這一點也確實限制了它的推廣,在制備過程中提高了技術(shù)門檻,但需要強調(diào)的是,將氧化鈹制成陶瓷后,是無毒的,且生產(chǎn)過程中的毒性隱患也可預防、可處理,因此不應該“談鈹色變”。
那它具體都有哪些突出的性能呢?
首先是導熱,氧化鈹陶瓷具有極高的導熱性能,僅次于銀、紫銅,比目前廣泛使用的氧化鋁陶瓷高一個數(shù)量級,近似于純鋁,優(yōu)于各種鐵合金,是所有陶瓷材料中導熱率最高的材料。目前國內(nèi)生產(chǎn)的氧化鈹陶瓷導熱系數(shù)普遍都在200W/m·K以上,中鳴目前的產(chǎn)品能達到280W/m·K。
氧化鈹陶瓷還具有較高的電阻率和較大的擊穿強度,同時高頻損耗低,還有低的介電常數(shù)。另外機械強度也很高,具有良好的抗熱沖擊性能和化學穩(wěn)定性。
由于在熱、電、核、力等方面性能優(yōu)異,氧化鈹陶瓷可在航空航天領域用作托架部件和裝配件,可在核工業(yè)中用作原子反應堆中的中子減速劑和防輻射材料,可用于高性能、高功率微波封裝件和寬帶大功率電真空器件,可用作熔融稀有金屬和貴金屬的坩堝,比如鈾和钚,還可作為耐火材料用于加熱元件的耐火支持棒等等,在各領域都有極佳的用武之地。
早在20世紀30年代,氧化鈹陶瓷就在冶金領域有了應用,其后多年全世界的材料學者一直未停止這款材料的研究,先后開發(fā)出核反應堆和電子器件等領域的應用,但它并未在陶瓷材料的發(fā)展中占據(jù)主流,其原因主要有兩點:
1、原料較為稀有,價格昂貴,且制備過程中由于材料的毒性進一步增加了成本,世界上僅有少數(shù)國家有安全生產(chǎn)的技術(shù)實力,一般的應用領域還真負擔不起;
2、氧化鈹陶瓷的一些性能特性在軍工領域有著必要的需求,很難被其他材料替代,所以長期以來在原料上被嚴格管控,產(chǎn)品也幾乎只供軍工需求,極少用于民用,也就失去了推廣的機會。
厚膜氧化鈹金屬化產(chǎn)品
氧化鈹陶瓷基片或者基體通過鎢錳或者鉬錳活性金屬化方法實現(xiàn)厚膜金屬化,再通過鍍鎳、圖形刻蝕的方式得到產(chǎn)品電路,主要用于微波功率電路、集成電路中。可焊性良好,鍍鎳后抗拉強度超過20MPa,還原氣氛800℃左右燒鎳不起泡。
行波管收集極用瓷瓦
主要用于目前X、Ku波段行波管收集極中,在其中起到絕緣和散熱作用,主要特點是產(chǎn)品外形復雜、尺寸精度要求較高,采用等靜壓預先成型為筒狀后切割加工而成,保證瓦塊的致密性的同時有能保證瓦塊安裝過程的同心度要求。
衰減瓷產(chǎn)品
具有尺寸精度高、機械強度大、放氣量小、熱導率高、熱穩(wěn)定性好等特點,可用于多注速調(diào)管等微波電真空器件中作為吸波材料。
氧化鈹陶瓷坩堝產(chǎn)品
使用高純氧化鈹材料制作,可作為熔制稀有金屬和高純金屬Be、Zr、Pt、V等的坩堝,熱導率高、熱穩(wěn)定性極好。
拋光的氧化鈹陶瓷基片上濺射電阻薄膜和導電薄膜,經(jīng)電鍍、光刻,可形成具有部分無源元件和導電電路的基片,貼裝芯片和各種片狀元件,鍵合互連后可形成特定功能的電路模塊。
相較于傳統(tǒng)的陶瓷材料,氧化鈹陶瓷的產(chǎn)品應用看起來令人感覺有點“不接地氣”,是不是在產(chǎn)品形式和應用領域上都有種耳目一新之感呢?這就是為什么說它深藏不露,傳統(tǒng)的陶瓷應用氧化鈹陶瓷也可以滿足,但在這些新興的高端領域,其他的陶瓷材料可能就在性能上顯得“捉襟見肘”,無法滿足一些特殊要求了。
目前氧化鈹陶瓷在民用市場仍是一種相對陌生的材料,它的優(yōu)良性能還未得到足夠的挖掘和應用,但小編相信,隨著科技的飛速發(fā)展,各類高新產(chǎn)業(yè)迫切需求創(chuàng)新突破,而材料對于產(chǎn)品性能的提升至為關鍵,氧化鈹陶瓷的“一身本領”終將會大放異彩!
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