几种典型陶瓷绝缘片的性能及制备方法

时间:2021年06月09日 信息来源:本站原创 点击: 【字体:

 
 
  绝缘片的制备方法有很多种,其中典型的制备方法有熔融纺丝、挤出纺丝、溶液浸渍、溶胶-凝胶法、化学气相反应、化学气相沉积、静电纺丝和溶液吹塑纺丝。除了上述方法,还有聚合物转化法、水热合成法等。通过上述制备方法,可以制备多种陶瓷绝缘材料。绝缘材料按化学成分分为氧化物绝缘材料和非氧化物绝缘材料。下面介绍几种典型的陶瓷绝缘材料。
 
几种典型陶瓷绝缘片的性能及制备方法
  1氧化锆绝缘材料
 
  氧化锆的熔点高达2700,在1900时不与铝、铂、铁、镍等熔融金属反应,因此具有优异的化学稳定性。同时,氧化锆因其高电阻率、高折射率、耐腐蚀和低热膨胀系数而被广泛用作隔热材料和陶瓷隔热材料。二氧化锆在低温下呈单斜晶型,当温度升高到1100以上时转变为四方晶型,在1900以上转变为立方晶型。纯氧化锆的三种晶型在不同的温度下可以发生转变,在冷却过程中纯氧化锆的体积膨胀为8个点(即从四方晶型转变为单斜晶型)。因此,为了防止纯氧化锆在冷却过程中的晶型转变,在制备过程中加入了适量的稳定剂,如Y2O3、CaO和MgO。
 
  1996年,Oppermann等人shouci制备了氧化锆连续纤维。制备方法如下:先将异丙醇锆水解制备氧化锆沉淀,然后用水洗涤沉淀,过滤,加入盐酸形成锆溶胶。然后在聚乙烯醇水溶液中加入锆溶胶和醋酸钇,离心过滤得到氧化锆连续纤维。氧化锆基绝缘材料仍然以短纤维为主,制备的氧化锆纤维直径大,只能作为绝缘材料,不能广泛应用于其他领域。静电纺丝法与溶胶-凝胶法相结合是一种制备氧化锆绝缘材料的新方法,具有直径细、连续的特点。邵等人用聚乙烯醇和氧氯化锆制备了静电纺丝前驱体溶液,然后shouci用静电纺丝技术制备了直径为50 ~ 200 nm的氧化锆绝缘材料。王等以氧氯化锆为原料,采用吹塑法制备了力学性能优异的氧化锆绝缘海绵。Rodrguez-Miraso等人以PVP和醋酸锆为原料,采用静电纺丝技术成功制备了氧化锆绝缘材料,并将其应用于催化。
 
 
  2钛酸钡绝缘材料
       钛酸钡广泛应用于电子陶瓷器件领域。由于其许多优异的性能,钛酸钡在电子陶瓷器件领域具有重要的地位。钛酸钡是一种无铅压电陶瓷,zui早发现并广泛应用于工业。钛酸钡的晶体结构为ABO3 _ 3钙钛矿晶体结构,钛酸钡有两种晶型,即四方晶系和立方晶晶系。这两种晶型可以在不同的温度下转变。当温度降至居里温度以下时,钛酸钡从立方晶体系变为四方体系。晶体转变过程中存在相变潜热,相变过程中还会发生自发ji化跳跃和几何尺寸突变。它具有介电损耗低、介电常数高、铁电性和压电性等优异的电学性能,使其在工业生产中广泛用作压电材料。
 
  溶胶-凝胶法是一种广泛使用的制备方法,钛酸钡卢启芳等人用溶胶-凝胶法成功制备了横截面为椭圆形、纤维直径为5 ~ 10m的钛酸钡纤维。溶胶-凝胶法具有方法简单、煅烧温度低的优点,用这种方法制备的纤维直径均匀,但用这种方法制备的绝缘材料由于纤维致密性差,纤维韧性差,不利于广泛应用。因此,为了解决纤维密度差的问题,研究人员通过掺杂其他物质来改善其性能:刘等人通过掺杂钙来改变其材料性能;通过添加镁,刘等人发现,镁的添加也能增强其材料性能,并使研究者对纤维形态有了更深入的了解。同时发现zuijia煅烧条件为煅烧温度为1000,升温速度为2/min时,纤维形态和晶型zuijia。
 
  将静电纺丝技术与高温煅烧技术相结合,也可以制备钛酸钡绝缘材料。蒋等人利用静电纺丝技术成功制备了绝缘材料,并通过改变煅烧温度、煅烧工艺等煅烧参数获得了不同的纤维形态。Yuh等人利用醋酸钛钡酸四丁酯静电纺丝成功制备了直径为80 ~ 190 nm的钛酸钡绝缘材料。
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