瓷包線涂層的研究及性能的表征.pdf

1、瓷包線是一種以陶瓷為絕緣層的絕緣線。與傳統(tǒng)的漆包線相比，瓷包線具有耐溫高、擊穿電壓高的優(yōu)點(diǎn)，可用于高溫(≥500℃)、潮濕等苛刻環(huán)境下。制備瓷包線的方法主要有拉膜法和溶膠-凝膠法。與溶膠-凝膠法相比，拉膜法具有設(shè)備簡單、成本低、制備周期短等優(yōu)勢，本文選擇用拉膜法制備瓷包線。
　　本文旨在研究并制備出具有耐溫高(≥500℃)、擊穿電壓高、繞曲性適合工作要求(＜20D)的瓷包線。利用陶瓷耐高溫的特點(diǎn)，制備以陶瓷為絕緣層的絕緣線，對陶瓷

2、的熱膨脹系數(shù)、漿料的穩(wěn)定性以及瓷包線制備工藝參數(shù)進(jìn)行研究。
　　探討了不同體系熔塊的熱膨脹系數(shù)，從熱膨脹系數(shù)和始融溫度兩個(gè)方面考慮，硼鉛體系熔塊更適合于瓷包線絕緣層的使用。研究了堿金屬氧化物含量對硼鉛熔塊熱膨脹系數(shù)的影響，結(jié)果表明，隨著堿金屬氧化物含量的增加，熔塊熱膨脹系數(shù)逐漸降低;當(dāng)堿金屬氧化物含量達(dá)到30％左右時(shí)，熱膨脹系數(shù)開始增大，原因是當(dāng)堿金屬氧化物含量達(dá)到30％左右，每一個(gè)增加的氧原子使兩個(gè)硼原子由BO3組態(tài)轉(zhuǎn)變到BO4

3、組態(tài)的過程停止，開始形成單鍵結(jié)合的非橋氧，降低網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聚力，增加熱膨脹系數(shù)。研究顆粒粒徑隨球磨時(shí)間的變化，快速磨球磨90min時(shí)X50=0.69μm;X90=1.03μm，達(dá)到使用要求。
　　研究分散劑對懸浮液穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明，甲基纖維素分散劑的懸浮機(jī)理主要為空間位阻效應(yīng)，過量的甲基纖維素對分散效果不利;聚丙烯酸銨分散劑的懸浮機(jī)理主要為靜電-位阻效應(yīng)。兩種分散劑分散效果的研究表明，聚丙烯酸銨可以更小的用量達(dá)到與甲基纖維素相同

4、的效果。研究確定以聚丙烯酸銨為分散劑，用量為1.5ml/100ml。
　　研究制備工藝參數(shù)對瓷包線性能的影響，結(jié)果表明，粘度為250mPa·s的懸浮液，其合適的拉膜速度應(yīng)為1.0-1.8m/s;粘度為300mPa·s的懸浮液，其合適的拉膜速度應(yīng)為1.2-2.0m/s;粘度為350mPa·s的懸浮液，其合適的拉膜速度應(yīng)為1.5m/s-2.0m/s;粘度為400mPa·s的懸浮液，其合適的拉膜速度應(yīng)為2.0m/s-3m/s。干燥溫度為

5、60℃，絕緣層厚度為20μm時(shí)既能達(dá)到力學(xué)性能的要求也能滿足電學(xué)性能的要求。
　　通過建立數(shù)學(xué)模型研究瓷包線在燒結(jié)過程中氧元素的擴(kuò)散濃度。當(dāng)絕緣層的厚度為20μm時(shí)，瓷包線燒結(jié)時(shí)間不能超過25min，否則氧擴(kuò)散至金屬內(nèi)部使金屬氧化而影響電學(xué)性能。對金屬表面進(jìn)行磷化處理，可以有效改善瓷包線的力學(xué)性能。對磷化工藝的研究表明，磷化膜有利于提高金屬導(dǎo)線與陶瓷之間的結(jié)合力。磷化液的基礎(chǔ)配比為:馬日夫鹽3g/100ml、硝酸鋅8g/100ml