纳米氧化铝在绝缘材料中的使用性能
1.绝缘涂层
利用勃姆石溶胶和纳米α-纳米氧化铝粒子(主要由α相以及少量γ相氧化铝组成)形成的混合浆料制备具有一定厚度的氧化铝绝缘涂层,可以满足高温(400 ℃)条件下仪器设备对高绝缘性能的要求。
实验证明,当纳米α-纳米氧化铝的添加量为50%(质量分数)时,在100℃该涂层拥有较高的致密度和介电击穿强度(72 kVmm),介电损耗为2.92×10-2,介电常数为4.9(1 MHz) ,极化的活化能为1.03eV,即,综合绝缘性能{zj0}。
2. 导热绝缘复合材料,
采用直接分散法制备不同含量的纳米氧化铝环氧树脂复合材料,结果表明:随着Al2O3含量的增加,复合材料常态下的体积电阻率先增大后减小。当Al2O3含量为2.5%时,复合材料的体积电阻率达到{zd0}值,是纯环氧树脂的3.5倍。加入一定量的纳米Al2O3可以有效改善水对环氧体系电绝缘性的影响。复合材料的导热系数随着Al2O3含量的增加而增大,Al2O3含量大于10%,Al2O3环氧树脂复合材料的导热系数增大明显。当纳米Al2O3含量不大于10%(wt)时,复合材料的导热系数的实验值与Bruggeman模型的理论值基本一致。当Al2O3含量增大到15%时,复合材料体系中的填料形成了一定的导热网链,复合材料的导热系数大于理论值。
3. 高压引入棒的绝缘体材料,
制得的高压引入棒具有优良的耐酸腐蚀能力和电气性能,极高的机械强度,因此可以保证其在使用中绝不会发生开裂和电气击穿等现象,可广泛地应用于化工、冶金、电力、电子等一些使用环境恶劣或具有特殊要求的场合。该高压引入棒包括管状紧固件和与其一端相连接的管状绝缘体。绝缘体的组分和重量百分含量为: α-Al2O3 75~99.5%烧结助剂 0.5~25%;所说的烧结助剂包括SiO2、Fe2O3、CaO或MgO中的一种或一种以上,该绝缘体的密度为3.2~3.75gcm3。
4满足X7R需要的多层陶瓷芯片电容器的绝缘材料
其中纳米氧化铝以预处理玻璃的形式存在,添加量 0.018~0.027质量%
附
绝缘层优选含有BaTiO3 作为主要成分,Mn3O4、Y2O3、Ho2O3、CaCO3、SiO2、B2O3、Al2O3、MgO 和CaO作为次要成分。将它们按比例分成批,优选比例为:BaTiO3 99.00~98.5 质量%、Mn3O4 0.336~0.505质量%、Y2O3 0.198~0.296质量%、Ho2O3 0.132~0.198质量%、CaCO3 0.199~0.299质量%、SiO2 0.057~0.085质量%、 B2O3 0.039~0.058质量%、Al2O3 0.018~0.027质量%、MgO 0.016~0.025质量%以及CaO 0.005~0.007质量%。优选B2O3、SiO2、MgO、Al2O3和CaO是以预处理玻璃的形式存在。在温度1,200~1,300℃范围内还原氛围中被烧结。
5. 电动汽车的蓄电池--钠硫电池
正极和负极之间用α―纳米氧化铝电绝缘体密封。
6.真空开关管的微晶玻璃绝缘外壳
即能和膨胀系数为102×10-7℃的铁镍合金(485合金)匹配封接的高膨胀Li2O—AL2O3—SiO2系统微晶玻璃,制得的微晶玻璃的膨胀系数为96×10-7℃,抗折强度为297 MPa,电绝缘性能、真空除气性能、耐火度等性能满足真空开关管对绝缘外壳的要求。
组成:Li2O12.8%,Al2O35.0%,SiO272.0%,K2O4.6%,B2O33.1%,P2O52.5%。
{zj0}微晶化热处理工艺620℃核化1小时,840℃晶化2小时
7.耐高温绝缘涂料的填料
在填料中 添加一定量的纳米氧化铝,可以使涂料具有优异的耐高温性能和绝缘性能,建议添加量 1-5%。