Сведения о керамических материалах
Вид керамики (на основе) | Основные преимущества |
Корундовая ( - ) | Высокая механическая прочность и повышенная теплопроводность. Высокое сопротивление износу. Высокие: химическая стойкость, сопротивление термоудару и электрическая прочность в высокочастотных электрических полях |
Форстери- товая (2MgO ) | Высокая механическая прочность. Высокая электрическая прочность при повышенной температуре. Самые малые диэлектрические потери в микроволновом диапазоне. Высокая, по сравнению с другими керамиками, технологичность. |
Стеатитовая (MgO ) | Высокие изоляционные свойства при повышенной температуре. Сопротивление термоудару выше, чем у форстеритовой. Тонкая однородная структура. |
Циркониевая ( ) | Малый ТКЛР, в том числе при термоциклах. Высокое сопротивление термоудару. Лучшая теплопроводность после бериллиевой и корундовой керамики. |
Окисло-бериллиевая (BeO) | Самая высокая теплопроводность. Малые диэлектрические потери на высоких частотах. Хорошее электросопротивление при высоких температурах. |
Титанато- алюминиевая ( ) | Высокое сопротивление износу. Повышенная огнеупорность, низкий ТКЛР, в том числе при термоциклах. |
Бескислородные (SiC, или Si3N4, или AlN, или BN) | Наиболее высокие: нагревостойкость; ударопрочность( в т.ч. при термоциклах); стабильность характеристик при эксплуатации в экстремальных условиях, в том числе в СВЧ диапазоне электромагнитных полей. |
В табл.2 приведены основные типы корундовой керамики (применяемой в отечественных производствах МКП), их химический состав и отдельные сведения о практически важных их свойствах.
Таблица 2
Основные сведения об отечественной корундовой керамике
Основные типы корундовой керамики | Химический состав, % | Физические свойства | |||
Основной компонент (Al2O3) | Добавки | Относительная масса, не менее, г/см2 | Предел прочности при изгибе, МН/м2 | ТКЛР при 20-900 оС, , 1/оС | |
ВК 100-1 | 99,8 | MgO-0,2 | 3,96 | 80 5 | |
ВК 100-2 | 99,8 | MgO-0,2 | 3,88 | 79 5 | |
ВК 98-1 | 98,0 | B2O-1,5, MgO-0,5 | 3,88 | 82 5 | |
ВК 95-1 | 95,3 | SiO2-3,3, MgO-1,2, CaO-0,2 | 3,67 | 79 5 | |
ВК 94-1 | 94,4 | SiO2-2,8, MnO2-2,3, Cr2O3-0,5 | 3,65 | 79 5 | |
ВК 94-2 | 94,2 | SiO2-3,7, CaO-2,1 | 3,60 | 74 5 |
Для керамических кристаллодержателей на основе многослойной керамики МКП широко используют ленты из корундовой керамики марки ВК94-1. Керамика ВК94-1 не токсична, но по теплопроводности несколько уступает бериллиевой керамике, которую иногда применяют в производстве мощных приборов, благодаря высокой теплопроводности и малому весу. Широкое использование бериллиевой керамики в технике ограничивается ее токсичностью и дефицитностью. В табл.3 приведены основные свойства корундовой (ВК94-1) и бериллиевой (ВБ100-1) керамик.
Таблица 3