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在其能顯著提升陶瓷材料的高溫電絕緣性能和調整微波介電特性,同時在電子陶瓷中作為燒結助劑和絕緣層材料發揮作用。
氧化鎂陶瓷薄膜在高溫下具有優異的電絕緣性能。研究表明,通過電子束蒸發在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)下表現出不同的電絕緣性。隨著襯底溫度的升高,氧化鎂薄膜表現出更致密的微觀結構和更高的絕緣電阻。具體來說,MgO-300陶瓷薄膜在1000°C時的絕緣電阻可達1.5 MΩ,且退火處理后,電導率低于1.2×10^-6^S/m,計算的絕緣電阻在1000°C時大于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陶瓷材料的微波介電性能。例如,固相反應制備的MgNb2O6+x mol%MgO(x=0–3)陶瓷中,MgO的摻雜不會形成第二相,而是以Mg2+離子進入晶格形成連續的固溶體。這使得系統的Qf值從112,630 GHz增加到121,580 GHz,并且陶瓷的介電常數主要受Nb-O鍵的鍵離子性、相對密度和孔隙率的影響。在1460°C下燒結的MgNb2O6+1 mol%MgO陶瓷顯示出優良的微波介電性能(εr=20.82,Qf=121,580 GHz,τf=−48.89 ppm/°C),為現代微波通信提供了潛在的材料選擇。
在電子陶瓷中,氧化鎂作為燒結助劑、絕緣層材料和基板材料發揮著重要作用。它能夠顯著降低燒結溫度,促進燒結體的致密化,從而改善電子陶瓷的微觀結構并提升其力學和電學性能。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電層,保證器件的正常運行,并降低熱阻,增強熱穩定性。同時,作為基板材料,氧化鎂以其優秀的力學性能、熱穩定性和化學穩定性,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整微波介電特性方面起到了關鍵作用。同時,它在電子陶瓷中的廣泛應用,也極大地豐富了電子陶瓷的功能和應用領域。
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