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陶瓷材料应用在航天航空领域

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陶瓷材料在航空航天上的应用

陶瓷材料对于高度可靠的电子应用特别有用。在19世纪,陶瓷材料应用是隔离器和灯泡插座的标准,以及高技术应用陶瓷在无线电管、早期起搏器和20世纪30年代广泛使用的军用电子设备上的发展。

从那时起,不断增长的制造技术已经令人难以置信地将材料类别从普通材料提高到新的混合物和纳米技术,达到当今技术陶瓷的水平。

性能与材料

与早期的标准陶瓷材料相比,新工艺陶瓷的耐久性、惰性和化学特性都有所提高。甚至物理性质也经历了各种变化。例如,它们不会像以前那样容易破碎——这是以前陶瓷应用中的一个常见问题。在大多数应用情况下,特别是用于航空航天的应用中,陶瓷作为印刷电路板的适当材料系统具有多种用途。

陶瓷材料的最大优点是它们的热机械性能。其热特性包括膨胀系数、导热系数、热容量、在热循环影响下的老化以及承受较高温度的能力。上述特性有利于电子应用,特别是航空航天。例如,与聚合物和环氧树脂不同,陶瓷材料不显示分解,并且与诸如有机物的其他物质相比,它们的化学键不因热和紫外辐射而断裂。此外,陶瓷不会在深层空间的极端真空中排出气体。

功能

氧化铝(Al203)是最具成本效益的陶瓷材料,也是最常用的陶瓷材料,因为与金属PCB相比,它具有更强的导热性。

氮化铝(AlN)也可以提供优异的热导性能,并且原料成本也高得多,并且通常只在最高技术产品中设计。

航空航天电子用陶瓷材料的一些有利特性包括:

热膨胀系数-非常接近硅,远低于大多数常用金属。

优良的电气隔离-即使在长久高温下也有长寿命。

作为绝缘体有着良好的导热性-有利于热扩散。

稳定的介电特性和在高频下的低损耗。

相对许多化学品,水分,溶剂和消耗品来说化学稳定性高。

由于物质的一致性老化非常缓慢。

与贵金属膏烧结技术的兼容性-导致高度可靠的导体。

高加工温度-远离正常操作范围。

热阻:没有典型的熔化、分解或软化。

机械刚度-允许刚性载体,硬度和耐磨性的传感器在真空、流体和工业污染环境里工作。

抗EUV,等离子体和离子辐射,以及在高真空中几乎不放气,非常适合用于EUV半导体设备的传感器。

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