氧化鎂對陶瓷電性能有何影響?
氧化鎂對陶瓷電性能的影響主要體現(xiàn)在其能顯著提升陶瓷材料的高溫電絕緣性能和調(diào)整微波介電特性,同時(shí)在電子陶瓷中作為燒結(jié)助劑和絕緣層材料發(fā)揮作用。
氧化鎂陶瓷薄膜在高溫下具有優(yōu)異的電絕緣性能。研究表明,通過電子束蒸發(fā)在Ni基襯底上沉積的氧化鎂陶瓷膜,在不同的襯底溫度(如25°C、200°C和300°C)下表現(xiàn)出不同的電絕緣性。隨著襯底溫度的升高,氧化鎂薄膜表現(xiàn)出更致密的微觀結(jié)構(gòu)和更高的絕緣電阻。具體來說,MgO-300陶瓷薄膜在1000°C時(shí)的絕緣電阻可達(dá)1.5 MΩ,且退火處理后,電導(dǎo)率低于1.2×10^-6^S/m,計(jì)算的絕緣電阻在1000°C時(shí)大于0.55 MΩ。這種性能使得氧化鎂薄膜成為高溫下薄膜傳感器絕緣層的理想選擇。
此外,適量的氧化鎂摻雜可以增強(qiáng)陶瓷材料的微波介電性能。例如,固相反應(yīng)制備的MgNb2O6+x mol%MgO(x=0–3)陶瓷中,MgO的摻雜不會(huì)形成第二相,而是以Mg2+離子進(jìn)入晶格形成連續(xù)的固溶體。這使得系統(tǒng)的Qf值從112,630 GHz增加到121,580 GHz,并且陶瓷的介電常數(shù)主要受Nb-O鍵的鍵離子性、相對密度和孔隙率的影響。在1460°C下燒結(jié)的MgNb2O6+1 mol%MgO陶瓷顯示出優(yōu)良的微波介電性能(εr=20.82,Qf=121,580 GHz,τf=−48.89 ppm/°C),為現(xiàn)代微波通信提供了潛在的材料選擇。
在電子陶瓷中,氧化鎂作為燒結(jié)助劑、絕緣層材料和基板材料發(fā)揮著重要作用。它能夠顯著降低燒結(jié)溫度,促進(jìn)燒結(jié)體的致密化,從而改善電子陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)并提升其力學(xué)和電學(xué)性能。氧化鎂的良好電絕緣性能使其在集成電路和微波器件中有效隔離導(dǎo)電層,保證器件的正常運(yùn)行,并降低熱阻,增強(qiáng)熱穩(wěn)定性。同時(shí),作為基板材料,氧化鎂以其優(yōu)秀的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,提升了LED芯片的可靠性和使用壽命,并有助于減輕電子器件的重量和體積。
綜上所述,氧化鎂在提升陶瓷材料的高溫電絕緣性能和調(diào)整微波介電特性方面起到了關(guān)鍵作用。同時(shí),它在電子陶瓷中的廣泛應(yīng)用,也極大地豐富了電子陶瓷的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。
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