今天的先进陶瓷具有强大的物理、热学和电学性能，使它们具有高度的抗熔化、弯曲、拉伸、腐蚀、磨损、高压和电流。这为航空航天、国防、汽车、医疗、电子、电信、科学设备和半导体加工等广泛行业的制造商提供了发展机会。app亚博体育
先进陶瓷
先进的陶瓷材料，如氧化铝，氧化锆，碳化硅和氮化硅基材料，每一种材料都有自己的特定特性，提供了一种性价比高，高性能的替代传统材料，如金属，塑料和玻璃。亚博网站下载新的和不断变化的应用程序所带来的需求是以降低的成本改进操作。新材料正亚博网站下载在不断开发，以满足这一需求的个别应用。
选择最好的材料亚博网站下载这份工作
设计师在选择材料时应考虑两个因素——应用所需的特性和可用的材料。通过充分了解材料，设计师可以做出明智的选择。亚博网站下载
应用程序所需的属性
介电性能
电气系统设计师越来越多地使用陶瓷元件。对系统性能有显著影响的组件材料特性有：介电常数（Er）；电损耗；和温度稳定性。电介质陶瓷材料的配方可优化这三个参数，适用于直流至微波频率范围和低功率至高功率应用。其中包括AM/FM商用无线电发射机、无线蜂窝/无线电系统中使用的频率滤波器、天线产品、介质谐振器振荡器和微波雷达系统。亚博网站下载
介电常数
介电常数是这种材料固有的特性。材料的介电常数越高，元件的尺寸就越小，以达到相同的频率或电容。这意味着产品更小，更轻，成本更低。
电力损失
在提高频率选择性或提高功率处理能力方面，可以通过极低的电损耗或通过每个循环（Q）的“能量存储”与“能量耗散”的高比率来实现更好的系统性能。电损耗通常与介电常数成正比。换句话说，Er越高意味着电损耗越大。因此，有必要在材料性能的各个方面取得平衡。
温度系数
在频率随温度漂移为零的系统中，性能也得到了改善。这意味着环境温度不会影响信号，最终产品可以在-30°C到50°C之间同样有效地工作。通过进行细微的成分修改，可以精确地调整高介电常数，以响应温度波动的变化。然而，并非所有的陶瓷材料都能以这种方式进行修改，以提供理想的Er和损耗角正切的组合以及零或接近零的温度系数。亚博网站下载
高性能陶瓷天线
摩根T技术材料D43亚博网站下载
为满足电信市场对更小尺寸、高性能天线的需求而设计的材料的一个例子是摩根先进材料公司的D43。亚博网站下载它是一种吸引人的、低成本的金属谐振腔的替代品，并被制造来提供更小尺寸的过滤器系统，保持高性能。它的介电常数是43，是基于钡/锌/钴/铌酸盐组成的。该材料在2GHz的Q值为22000，并且具有良好的温度稳定性，使其成为微波和射频应用的优秀介电材料。
摩根T技术材料D34亚博网站下载
为了满足日益增长的对更高性能的基站腔过滤器的需求，摩根先进材料公司开发了陶瓷D34。亚博网站下载这种性价比高的解决方案提供了接近34的介电常数，根据应用，Q大于40,000 (2GHz)。这使得空腔过滤器的尺寸减小，同时仍然实现非常好的过滤器轮廓。材料的频率漂移本质上是稳定的，温度提供了一个近线性响应;它可以通过指定温度系数的替代选项来补偿系统内的频率漂移。
物理性质
选择材料时，应考虑强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性等物理性能。这些特性中的每一个都由特定的材料决定。设计师寻找那些能够提供最佳特性组合以获得卓越性能的材料。亚博网站下载
激光反射镜
亚博网站下载根据物理特性设计的材料包括激光反射器。对激光系统整体效率和从光源到激光棒的辐射传输效率的要求意味着需要一种高反射率材料来形成围绕激光棒和灯的泵浦室腔。传统上，反射器是金属涂层材料，如金。现在，一种特殊的氧化铝材料Sintox已经被开发出来，作为金属反射器的一种高性价比的替代品，在某些情况下可以提供更高水平的反射。以类似的方式，这种材料也被广泛用于高强度灯外壳中的反射器。
选择氧化铝材料是因为其粒径，这使材料能够对规定的孔隙率进行良好的微观结构控制，并提供良好的激光散射。氧化铝可以上釉以进一步增加反射率和密封孔隙率，使陶瓷激光腔不受冷却液的影响。它具有很高的强度，能够应对激光器正常使用过程中产生的应力，并且对冷却溶液具有化学抗性。它具有良好的导热性，在所有工作温度下都具有极好的尺寸和电气稳定性。
泵轴承
对泵轴承更持久的需求促使摩根先进材料研究从氧化铝材料制造轴承的可能性。亚博网站下载Hilox是一种完全致密的96%氧化铝，其异常高的硬度提供了更高的耐磨性，如在含有低碳钢部件的加热工厂中存在的黑色氧化铁颗粒，而不是碳钢。yabo214磨损的减少导致更低的噪音水平，在许多情况下更长的寿命和更低的整体系统维护要求。
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确定了各个应用所需的材料特性后，设计师应考虑可供其使用的各种陶瓷材料。氧化铝是为机械、电气和化学性能优化的许多陶瓷材料之一，但设计师可能会考虑其他材料的特定特性。亚博网站下载
氧化铝
氧化铝是一种多功能材料，具有良好的机械和电气性能。它适用于广泛的应用领域，包括密封圈、激光管、弹道装甲、电绝缘体、螺纹导轨、医用假肢、电子基片、热电偶管、研磨介质和磨损部件。它具有良好的强度和刚度，良好的硬度和耐磨性。氧化铝有许多等级，范围从60%到>99.9%，添加剂旨在提高性能，如强度。它可以采用各种陶瓷加工方法成形，也可以加工成网形或机加工成各种尺寸和形状。此外，它可以很容易地连接到金属或其他陶瓷使用专门开发的金属化和钎焊技术。
氧化锆
氧化锆在高达2400°C的高温下提供耐化学性和耐腐蚀性–远高于氧化铝的熔点。纯氧化锆的晶体结构变化限制了其在机械/温度应用中的应用，但含有钙、镁或氧化钇添加剂的稳定氧化锆可生产出具有极高强度、硬度，特别是韧性的材料。该材料具有较低的热导率（氧化铝的20%），并且是高于600°C的离子导体，这有利于应用，例如需要在固体材料中进行离子运动的燃料电池。这导致了氧传感器和高温燃料电池的应用。典型应用包括：精密球阀（球体和阀座）、高密度研磨介质、螺纹导管、切割刀片、医疗假体、泵密封件、阀门和叶轮、射频加热接收器和计量元件。亚博网站下载
氮化硅
氮化硅具有良好的高温强度、抗蠕变性和抗氧化性。此外，与大多数陶瓷材料相比，其热膨胀系数低，具有良好的抗热震性能。亚博网站下载它具有高断裂韧性、高硬度、耐化学和耐磨性。氮化硅主要有三种类型;反应结合氮化硅(RBSN)，热压氮化硅(HPSN)和烧结氮化硅(SSN)。与热压和烧结氮化硅相比，RBSN提供了相对低密度的产品。HPSN和SSN材料具有更亚博网站下载好的物理性能，适用于要求更高的应用。典型应用包括:轴承球和滚子、切削工具、阀门、发动机涡轮增压器转子、涡轮叶片、辉光塞、熔融金属处理、热电偶护套、焊接夹具和夹具以及焊接喷嘴。
碳化硅
碳化硅是一种高耐磨材料，具有良好的机械性能，包括高温强度和高达1650°的耐热性具有低密度、高硬度、耐磨性和优异的耐磨性耐化学性。它的特点意味着材料是理想的应用，如固定和移动涡轮组件，密封，轴承，球阀部件和半导体晶片加工设备。app亚博体育
结论
许多因素决定了制造部件的材料。最重要的是考虑基于热、机械、电气和化学特性的应用和性能要求。陶瓷材料的硬度、物理稳定性、极高的耐热性、化学惰性、生物相容性、优越的电气性能，尤其是适用于大规模生产的产品，使其成为世界上用途最广泛的材料之一。随着应用对这些性能的任何一种或组合提出了更高的要求，陶瓷不仅成为首选材料，而且在许多情况下，陶瓷是能够在极端应用条件下生存的材料的唯一可行选择。亚博网站下载
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本信息来源、审查和改编自摩根高级材料公司提供的材料。亚博网站下载
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