1、氧化镁MgO(VK-Mg30)的作用
氧化镁MgO(VK-Mg30)是氧化铝Al2O3(VK-L30)烧结过程中的显微结构稳定剂,它可以细化晶粒,大大减小晶界能的差异,削弱晶粒生长的各向异性,抑zhi不连续的晶粒生长。
由于MgO高温挥发性较强,为了达到良好的效果,常将氧化镧La2O3 (VK-La2O3)或氧化钇Y2O3(VK-Y2O3) 同MgO混合引入。La2O3 或Y2O3 的引入,可以细化晶粒,促进烧结致密化,但会降低致密化的速率。
2、氧化硅SiO2(VK-SP30)的作用
原料中SiO2的含量的提高,能显著削弱或消除Na2O杂质对瓷体介电损耗的有害影响。在SiO2存在的情况下,钠离子可以转移到硅酸盐玻璃相中或者形成钠长石(NaO·Al2O3·6SiO2)之类的化合物,从而减少和消除陶瓷中的β-Al2O3,减少了其有害作用。
3、氧化钙CaO(VK-Ca01)、氧化锶SrO、氧化钡BaO的作用
在氧化铝陶瓷里,要得到显微结构致密、晶粒均匀细小的结构,须含有MgO和微量的CaO。这类添加剂通常用于与其他成分配伍形成低共熔点体系。
4、氧化钛TiO2(VK-T25)、三氧化二铬Cr2O3、三氧化二铁Fe2O3、二氧化锰MnO2、五氧化二钒V2O5的作用
这类添加剂与CaO、MgO、SiO2不同,它们不形成液相,由于他们的晶体结构与Al2O3接近或一样,离子半径接近,故它们在氧化铝里形成有限或无限固溶体,导致晶格发生畸变,且它们均为变价化合物,在烧结过程中,电价还可以发生变化,活化晶格,可显著促进烧结。
这类添加剂的作用规律:①能与Al2O3形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用大;②可变价离子的添加剂比不变价的添加剂的作用大;③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。
这类添加剂的缺点是:由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的(重结晶烧结),故晶体内的气孔较难填平,气密性较差,且由于添加物为变价化合物,在潮湿或电场作用下,易发生电子的迁移,导致电性能下降很多。故在陶瓷电路基板行业中不用或慎用这类添加剂。