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真空系统中常用的陶瓷种类有哪些?

2017-12-19 14:11


  硅酸盐陶瓷是一种传统且最常见的陶瓷,它在真空系统中常用的又有硬瓷、镁铝硅酸盐陶瓷、锆石陶瓷等种类。其中硬瓷密度高、抗热冲击能力好、熔体易加工,能制成较大的结构件。而镁铝硅酸盐陶瓷则常用于真空系统内部的绝缘零件,气密性好,能与钛、镍合金匹配封接,工作温度可达900℃。锆石陶瓷具有良好的抗热震性、耐酸性、化学稳定性,但耐碱性不佳,等等。

  硅酸盐陶瓷由于体内存在玻璃相,会解吸包括水汽、二氧化碳、一氧化碳在内的一些气体,因此一般在装入真空系统前需要进行烘烤除气,烘烤温度一般为800℃~1000℃。

  氧化物陶瓷一般用于需要耐高温的场合,由化学方法生产的高纯度材料合成制取,性质上与硅酸盐陶瓷不同。如氧化铝陶瓷,具有很高的电阻率、良好的热导率、高温下化学性质稳定,蒸气压低,在1950℃下仍具有真空气密性,并且除了氟以外也不会被其他气体还原与腐蚀。

  氧化物陶瓷在真空系统中主要用于绝缘、支撑、隔离及陶瓷-金属密封中,因为其硬度高(莫氏硬度9.0),因此在应用中只能研磨或用金刚石刀具进行加工。

  可加工陶瓷是在室温下,可用传统机加工方法能进行加工并保持一定尺寸公差的陶瓷材料。按材料成分它有云母玻璃陶瓷、非氧化物可加工陶瓷和氧化物可加工陶瓷。下面我们介绍一下用于线)麦考(Macor),一种可机械加工的玻璃-陶瓷。它可用一般的金属刀具加工出严密的公差,且无需烘烤,具有良好的抗热冲击能力、渗透率低不放气,易与玻璃、金属封接,常用于制作真空系统中形状复杂、精确的固定机件。

  2)拉瓦(Lavas)。拉瓦在未经培烧的软状态下可像黄铜那样用常规方法进行加工,但一旦经过高温焙烧去除水分,硬度就会很高。不同的拉瓦类型,焙烧过程中的结晶体会发生变化,体积可能缩小或增大,因此为获得严密的公差,焙烧后的拉瓦零件需要精磨。

  3)氮化硼(BN)。氮化硼是一种可切削加工的陶瓷,介电常数小、导热系数大,常用于各种能导热的电绝缘元件,经过精加工后可获得准确的公差和较高的表面光洁度。氮化硼也具备极高的抗腐蚀能力,高温下力学和化学性质稳定。但是它易受水的影响,吸收水分后电阻率会降低,因此存放需保持干燥。