1.優化燒結助劑和燒成溫度:
研究表明,液相燒結助劑、燒成溫度和氧化鋁種類對95氧化鋁陶瓷結構和性能有明顯影響。通過正交實驗分析法得出液相燒結助劑的水平為CaCO3+SiO2,可以提高直流擊穿強度。
2.固相燒結助劑摻雜:
在CaCO3+SiO2作為液相燒結助劑的基礎上,通過正交實驗的方法研究固相燒結助劑摻雜對95氧化鋁陶瓷結構和性能的影響,發現摻雜特定質量分數的SiO2,CaCO3,MgO,ZrO2和CeO2可以進一步提高直流擊穿強度至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,這對于提高擊穿強度是有利的。
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度,在其體積密度達到一定時,應優先降低其介電損耗。
5.復合結構設計:
通過復合結構設計實現MgO基陶瓷的高介電擊穿強度,例如在0.92MgO–0.08Al2O3中獲得了126.4 kV mm-1的超高DBS。
6.織構工程調控:
耦合電致伸縮效應的電機械擊穿模型,探究了織構工程對儲能陶瓷耐壓強度的影響,通過織構工程降低場致應變,從而提高MLCC陶瓷的擊穿強度和儲能密度。
7.多尺度協同優化策略:
通過多尺度協同優化策略,包括成分和結構優化、兩步燒結工藝等,設計和制造無鉛陶瓷,實現高擊穿強度和大極化。
8.控制孔隙率和孔徑分布:
研究表明,孔隙特別是大孔會明顯影響擊穿強度,因此控制孔隙率和孔徑分布是提升氧化鋁陶瓷擊穿強度的一個重要方向。通過上述方案的綜合應用,可以有效提升氧化鋁陶瓷的擊穿強度,增強其在高壓絕緣領域的應用性能。
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