技术资料

一. 氧化铝陶瓷与氧化锆陶瓷，碳化硅陶瓷，氮化硅陶瓷的对比优势

 

市面上大家比较熟知的特种陶瓷材料：碳化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硅。综合市场需求，分析一下这几种材料的优势。

碳化硅的优点是价格相对便宜，抗侵蚀性好，强度高，最大缺点是易氧化，很难烧结。氧化铝最便宜，粉体原料的制备工艺也非常成熟，而后两者在这方面具有明显的劣势，这也是制约后两者发展的瓶颈之一。特别是氮化硅，价格是最贵的。

从性能上来说，虽然氮化硅和氧化锆的强度、韧性等机械性能远优于氧化铝，似乎性价比还合适，但事实上存在很多问题。先从氧化锆来说，它具有高韧性，原因是有稳定剂的存在，但是它的这种高韧性是有时效性的，无法在高温使用和室温的时效性都严重制约氧化锆发展，应该说它是三者中市场最小的。而氮化硅，也是近二十来年的热门陶瓷，耐磨抗热震强度等综合性能好，但是使用温度比其他两种要低；它的成品制备工艺也比氧化铝要复杂，虽然相比氧化锆的应用要好得多，但是还是比不上氧化铝。

价格便宜，性能稳定，产品多样化的氧化铝陶瓷才会成为使用最早，并且一直使用到现在的特种陶瓷。

 

 

 

二. 氧化铝耐磨陶瓷片

 

氧化铝陶瓷片是以AL2O3为主要原料，以稀有金属氧化物为熔剂，经一千七百度高温焙烧而成的特种刚玉陶瓷。

性能特点 硬度大等

抗压强度  ≥850 Mpa

 

定义

Al2O3陶瓷：氧化铝含量高，结构比较致密，具有特殊的性能，故称为特种陶瓷。Al2O3.陶瓷材料是以氧离子构成的密排六方结构，而铝离子填充于三分之二的八面体间隙中，这是与天然刚玉相同稳定的α- Al2O3结构，因此陶瓷具有高熔点、高硬度，具有优良的耐磨性能。陶瓷贴片硬度≥HRA85，仅次于金刚石的硬度，而且表面光滑摩擦系数小，耐磨性能十分理想，尤其是在高温氧化性介质或腐蚀介质中，陶瓷贴片的材料较之其它金属材料性能优越得多。

 

性能特点

1. 硬度大

经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。

2. 耐磨性能极好

经中南工大粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。

3. 重量轻

其密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。

4. 适用范围广

举凡火电、钢铁、冶炼、机械、煤炭、矿山、化工、水泥、港口码头等企业的输煤、输料系统、制粉系统、排灰、除尘系统等一切磨损大的机械设备上，均可根据不同的需求选择不同类型的产品。

 

技术指标

性能符合技术标准；  耐磨陶瓷主要技术指标；    项目 指标

氧化铝含量 ≥92%；    密度 ≥3.6 g/cm3；    洛氏硬度 ≥80 HRA；    抗压强度 ≥850 Mpa

断裂韧性KΙC ≥4.8MPa·m1/2；    抗弯强度 ≥290MPa；    导热系数 20W/m.K；    热膨胀系数： 7.2×10-6m/m.K

这种内衬材料拥有特耐磨、硬度高、抗冲击、耐温、耐酸碱侵蚀等长处，实际采用炉龄是聚氨酯的6倍以上，特别合用于强磨蚀、粗颗粒物料的分级、浓缩、脱水等功课中，已在多家矿石得到非常成功引用。

 

 

 

三. 陶瓷基板发展

 

封装基板作为LED重要构件随着LED芯片技术的发展也在发生变化，目前LED散热基板主要使用金属与陶瓷基板。金属基板以铝或铜为材料，由于技术成熟，且具成本优势，目前为一般LED产品所采用。而陶瓷基板线路对位精确度高，为业界公认导热与散热性能极佳材料，是目前高功率LED散热zui适方案，被包括Cree、欧司朗等国际大厂和国内瑞丰、国星等ling先企业导入产品。目前陶瓷基板在国内外均有生产，其未来产业化前景将受到芯片封装方式的影响，随着未来LED芯片封装向倒装或垂直技术方向发展，陶瓷基板将前景可期。

LED的散热会对LED芯片的效率、寿命、可靠性等产生重要影响，这就要求LED封装具有良好的散热能力。因此，作为LED重要构件的封装基板不仅是载片的作用，更是散热的重要通道之一，它的结构和材料在散热过程中起着关键的作用。随着LED芯片技术的发展，LED 产品的封装结构从引脚式封装结构到表面贴装式（SMD）封装结构再到功率型封装结构，LED的封装基板也从传统的玻璃环氧树脂，发展到如今主流的金属材料，而近年来陶瓷基板的出现，对铝基板的地位造成了一定的威胁。

目前，LED散热基板主要使用金属与陶瓷基板。金属基板以铝或铜为材料，由于技术成熟，且具成本优势，为一般LED产品所采用。而陶瓷基板线路对位精确度高，为业界公认导热与散热性能极佳材料，是目前高功率LED散热zui适方案，虽然成本比金属基板来得高，但照明要求的散热性及稳定性高于笔记本电脑、电视等电子产品，因此，包括Cree、欧司朗、飞利浦及日亚化等国际大厂，都使用陶瓷基板作为LED晶粒散热材质。国内瑞丰、国星、 鸿利、晶科、英特莱等都有导入陶瓷封装。

由于高分子绝缘材料的导热系数较低，同时耐热性能较差，如果要提高铝金属基板的整体导热性能及耐热性能，需要替换掉绝缘材料，但是绝缘材料的启用，使得同线路无法自傲铝金属基板之上布置，所以目前直接提高铝金属基板的导热系数还无法实现。而陶瓷散热基板，其具有新的导热材料和新的内部结构，以消除铝金属基板所具有的缺陷，从而改善基板的整体散热效果。下表为陶瓷散热基板与金属散热基板比较。

四. 氧化铝陶瓷基板在汽车上的应用与进展

 

氧化铝陶瓷基板具有优良的综合性能,是汽车工业领域中很重要的材料,在汽车上的应用也越来越广泛.对于提高汽车的性能,降低油耗,减少排气污染,陶瓷材料都有着极其重要价值。随着科学技术的不断发展，汽车的研发及生产阶段越来越多地采用新材料及新工艺，这也使得人们对汽车轻质化、低成本、智能化、经济性和可靠性的要求成为可能，而对于新材料的使用，氧化铝陶瓷基板材料便是其中最好的功能材料之一。氧化铝陶瓷基板具有各种优异、独特的性能，应用在汽车上，对减轻车辆自身质量、提高发动机热效率、降低油耗、减少排气污染、提高易损件寿命、完善汽车智能性功能都具有积极意义。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、氧化铝陶瓷基板在汽车发动机上的应用

氧化铝陶瓷基板能耐1000摄氏度以上高温，推进了汽车上新用途的开发。例如：要将柴油机的燃耗费降低30%以上，可以说氧化铝陶瓷是不可缺少的材料。现在汽油机中，燃烧能量中的78%左右是在热能和热传递中损失掉的，柴油机热效率为33%，与汽油机相比已十分优越，然而仍有60%以上的热能量损失掉。因此，为减少这部分损失，用隔热性能好的陶瓷材料围住燃烧室进行隔热，进而用废气涡轮增压器和动力涡轮来回收排气能量，有试验证明，这样可把热效率提高到48%。同时，由于氧化铝陶瓷基板的使用，柴油机瞬间快速起动将变得可能。

二、氧化铝陶瓷基板在汽车传感器上的应用

对汽车用传感器的要求是能长久适用于汽车特有的恶劣环境(高温、低温、振动、加速、潮湿、噪声、废气)，并应当具有小型轻量，重复使用性好，输出范围广等特点。氧化铝陶瓷基板耐热、耐蚀、耐磨及其潜在的优良的电磁、光学机能，近年来随着制造技术的进步而得到充分利用，氧化铝陶瓷材料制成的传感器完全能够满足上述要求。

三、氧化铝陶瓷基板在汽车减振器上的应用

高级轿车的减振装置是综合利用氧化铝陶瓷正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应研制成功的智能减振器。由于采用高灵敏度氧化铝陶瓷元件，这种减振器具有识别路面且能做自我调节的功能，可以将轿车因粗糙路面引起的振动降到最低限度。

总之，氧化铝陶瓷基板是一种正在不断开发中的陶瓷材料产品，但原料的制取、材料的评价和利用技术等许多方面都有尚待解决的课题。目前，氧化铝陶瓷基板在汽车的应用并不广泛，其中的主要原因有：制造工艺复杂、要求高;因氧化铝陶瓷基板对原材料要求比较严格、工艺难以掌握，使得各批制品的性能难以保持均匀一致;目前国内能够熟练批量生产的厂家并不多，以斯利通为首的区区几家并不足以撑起整个需求端，还需要更多的制造商崛起，才能将我国特种陶瓷行业推向顶峰。

人们有充分理由相信，随着科学技术的飞速发展，在未来的汽车制造业中将会有更多的氧化铝陶瓷基板、智能陶瓷制品被引入和采用到汽车上，而且一定会在汽车生产中得到广泛的应用。

 

 

 

 

 

五. 绝缘材料等级划分

   

绝缘材料的绝缘性能与温度有密切的关系。温度越高，绝缘材料的绝缘性能越差。为保证绝缘强度，每种绝缘材料都有一个适当的最高允许工作温度，在此温度以下，可以长期安全地使用，超过这个温度就会迅速老化。按照耐热程度，把绝缘材料分为Y、A、E、B、F、H、C等级别，各耐热等级对应的温度如下： 　　Y级绝缘耐温90℃ 　　A级绝缘耐温105℃ 　　E级绝缘耐温120℃ 　　B级绝缘耐温130℃ 　　F级绝缘耐温155℃ 　　H级绝缘耐温180℃ 　　C级绝缘耐温200℃ 以上

六. 导热矽胶布

 

导热矽胶布/导热矽胶布

导热矽胶布是以玻璃纤维作为基材进行加固的有机硅高分子聚合物弹性体，又名叫导热硅胶布，抗撕拉硅胶布，这种硅胶布能有效地降低电子组件与散热器之间的热阻，并且电气绝缘，具高介电强度，良好的热导性，高抗化学性能，能抵受高电压和金属件的刺穿而导致的电路短路， 是代替传统云母及硅脂的一种优良导热绝缘材料。常见的颜色有白色和粉红色，这个在国内有大量的生产。厚度有0.18mm/0.23mm/0.28mm不等，基本规格一般为：0.23mm*300mm*50M.

 

优点特性/导热矽胶布

　　抗拉力强，耐磨，绝缘性能佳，表明无粘性，厚度薄，适合用于功率器件的绝缘导热，因为此产品拥有优越的抗拉力和耐磨性能，价格实惠，被客户许多客户所认可，冲型成任何形状，锁螺丝类型。导热并不是此款产品的首先。

 

应用范围/导热矽胶布 

　　开关电源、通讯设备、计算机、平板电视、移动设备、视频设备、网络产品、家用电器等

 

应用方式/导热矽胶布 

　　发热源和散热模组或外壳间的填充、带电发热体和外壳之间的绝缘填充等。 

 

 

 

 

七. 导热硅胶片与导热矽胶片的区分

 

导热硅胶片材料是一种导热介质，用来减少热源表面与散热器件接触面之间产生的接触热阻，专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递,同时还起到绝缘、减震、密封等作用,是一种极佳的导热填充材料，用来传递热源表面温度至散热器件或空气中。

 

导热矽胶布，抗拉力强，耐磨，绝缘性能佳，表明无粘性，厚度薄，适合用于功率器件的绝缘导热，因为此产品拥有优越的抗拉力和耐磨性能，价格实惠，被客户许多客户所认可，冲型成任何形状，锁螺丝类型。导热并不是此款产品的首先。
都可以导热，但是导热矽胶布多一点抗拉力，耐磨。