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等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层介电性能研究

丛霄  
【摘要】:A1203陶瓷的资源丰富,价格低廉,其优异的绝缘性能和适中的介电常数于电子技术领域中广泛用做真空电容器的陶瓷管壳,大功率珊控金属陶瓷管、微波管输能窗的陶瓷组件,各种陶瓷基板及半导体集成电路陶瓷封装管壳等。然而,其工艺上若实施的条件不当,氧化铝的介电性能会在相当宽的范围内变化,致使产品性能的一致性难以保证,用在真空器件中常常出现陶瓷表面打火、绝缘性能下降或介电损耗过大产生过热的现象,严重时会导致器件失效。大量研究表明,A1203陶瓷涂层的介电性能主要取决于主晶相的物理特性。 本文采用等离子喷涂技术,于316不锈钢基体上制备氧化铝陶瓷涂层,用其作为电介质材料制成圆柱形电容器,仅通过改变等离子弧电流(300A—450A—600A)控制涂层中的相组成。结果表明,原始粉末是α-Al2O3相,随着弧电流的增加,涂层里出现越来越多的γ-Al2O3相,而α-Al2O3相减少,采用LCR数字电桥测量结果显示氧化铝涂层的介电常数增加,电阻率下降。同时,电容测量结果还与数字电桥测量时的频率有关。随着频率的增大,电容值降低。氧化铝涂层具有高湿性,比较空气中与干燥后的氧化铝涂层的电容值变化。结果表明,与空气湿度相比,影响涂层的介电常数最重要的因素是涂层中的相结构变化。本文对涂层的显微硬度以及孔隙率也做了测试比较,随着弧电流的增加,涂层的致密度提高,显微硬度增加,孔隙率降低。


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