1.優(yōu)化燒結(jié)助劑和燒成溫度:
研究表明,液相燒結(jié)助劑、燒成溫度和氧化鋁種類對(duì)95氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)和性能有明顯影響。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)分析法得出液相燒結(jié)助劑的水平為CaCO3+SiO2,可以提高直流擊穿強(qiáng)度。
2.固相燒結(jié)助劑摻雜:
在CaCO3+SiO2作為液相燒結(jié)助劑的基礎(chǔ)上,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的方法研究固相燒結(jié)助劑摻雜對(duì)95氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)和性能的影響,發(fā)現(xiàn)摻雜特定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的SiO2,CaCO3,MgO,ZrO2和CeO2可以進(jìn)一步提高直流擊穿強(qiáng)度至57.6kV/mm。
3.控制晶粒粒徑:
晶粒粒徑(包括晶粒平均粒徑和大晶粒粒徑)決定了陶瓷的擊穿方式,晶粒平均粒徑和大晶粒粒徑均不能太大以形成熱擊穿,這對(duì)于提高擊穿強(qiáng)度是有利的。
4.降低介電損耗:
為了提高擊穿方式為熱擊穿的陶瓷的直流擊穿強(qiáng)度,在其體積密度達(dá)到一定時(shí),應(yīng)優(yōu)先降低其介電損耗。
5.復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
通過(guò)復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)MgO基陶瓷的高介電擊穿強(qiáng)度,例如在0.92MgO–0.08Al2O3中獲得了126.4 kV mm-1的超高DBS。
6.織構(gòu)工程調(diào)控:
耦合電致伸縮效應(yīng)的電機(jī)械擊穿模型,探究了織構(gòu)工程對(duì)儲(chǔ)能陶瓷耐壓強(qiáng)度的影響,通過(guò)織構(gòu)工程降低場(chǎng)致應(yīng)變,從而提高M(jìn)LCC陶瓷的擊穿強(qiáng)度和儲(chǔ)能密度。
7.多尺度協(xié)同優(yōu)化策略:
通過(guò)多尺度協(xié)同優(yōu)化策略,包括成分和結(jié)構(gòu)優(yōu)化、兩步燒結(jié)工藝等,設(shè)計(jì)和制造無(wú)鉛陶瓷,實(shí)現(xiàn)高擊穿強(qiáng)度和大極化。
8.控制孔隙率和孔徑分布:
研究表明,孔隙特別是大孔會(huì)明顯影響擊穿強(qiáng)度,因此控制孔隙率和孔徑分布是提升氧化鋁陶瓷擊穿強(qiáng)度的一個(gè)重要方向。通過(guò)上述方案的綜合應(yīng)用,可以有效提升氧化鋁陶瓷的擊穿強(qiáng)度,增強(qiáng)其在高壓絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用性能。
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