中國粉體網訊 Al2O3陶瓷具有機械強度最高、硬度大、電絕緣性能好、高頻損耗小、導熱系數大、真空氣密性好等優點，并且生產氧化鋁陶瓷的原料地球儲量豐富，價格低廉，生產工藝成熟，所以氧化鋁陶瓷的應用領域十分寬廣。
在實際應用中，會經常碰到氧化鋁陶瓷與金屬材料的封接工藝，要想實現完美的陶瓷-金屬封接，最重要的一步就是做好氧化鋁陶瓷的金屬化處理，它的好壞影響最終的封接效果。
圖片來源：湖北省新時期電陶科技有限公司
陶瓷金屬化的方法主要有化學鍍Ni-P法、電鍍Ni-P合金法、高溫燒結被Ag(Ni)法、Mo-Mn燒結法、真空蒸發鍍膜法和真空濺射鍍膜法等。
1、化學鍍Ni-P法
化學鍍Ni-P又稱無電鍍或自催化鍍，它是一種在不加外在電流的情況下，利用還原劑在活化零件表面上自催化還原沉積得到Ni層，當Ni層沉積到活化的零件表面后由于Ni具有自催化能力，所以該過程將自動進行下去。一般化學鍍Ni得到的為合金鍍層，常見的是Ni-P合金。
化學鍍膜層雖然耐蝕、耐磨性好、硬度高、孔隙少，且不需要電源，但也存在不少缺點，比如膜層結合力差，抗拉強度低，鍍液成本高，工藝過程復雜等。
2、電鍍Ni法
電鍍是一種電化學過程，也是一種氧化還原過程。電鍍Ni是將零件浸入Ni鹽的溶液中作為陰極，金屬Ni板作為陽極，接通直流電源后，在零件上就會沉積出金屬Ni鍍層。電鍍Ni法是1950年Brenner等發現的，美國高氏公司采用的就是電鍍Ni法。
電鍍鎳的配方及工藝條件
電鍍Ni膜層雖然與陶瓷結合力強、內應力小，但是明顯的缺點是，受金屬化瓷件表面的清潔和鍍液純凈程度的影響大，造成電鍍后金屬化瓷件的缺陷較多，例如起皮、起泡、麻點、黑點等，同時極易受電鍍掛具和鍍缸中不同位置的影響，造成均鍍能力差。
3、燒結被Ag(Ni)法
被銀法是在陶瓷表面敷上一層Ag漿，由Ag鹽熔劑與粘接劑組成，然后在高溫下燒結使Ag離子還原為單質Ag，Ag層可由三乙醇胺還原碳酸銀，也可由硝酸銀加入氨水后用甲醛或甲酸還原而得。目前的Ag層、Ni層存在主要問題是膜層偏薄、不連續、不均勻、抗熔蝕性差。
4、Mo-Mn燒結法
5、真空蒸發鍍膜法
蒸發鍍膜法是在0.13Pa真空度中進行，用電阻蒸發源或電子束加熱蒸發，使鋁、銅成為氣相原子或分子然后沉積到陶瓷基體上，下圖為其工作示意圖。真空蒸鍍銀銅是一種清潔工藝，以日本村田、京陶公司為代表的國際著名電陶企業，在本世紀初開始采用單機式真空蒸發技術進行金屬化。但是金屬膜層與陶瓷的結合力較差，容易造成吸銀銅或電極早期脫落，而且金屬膜層的厚度不易控制、均勻度與一致性差、材料利用率較低。
蒸發鍍膜法示意圖
6、真空濺射鍍膜法
真空濺射鍍在1.3～0.013Pa真空中進行，沉積層物質作為靶陰極，加負偏壓2～3kV，通入氬氣，產生輝光放電，氬離子轟擊靶材，靶材原子逸出，在基板上表面沉積。
濺射鍍膜法相比以上幾種工藝而言，不僅環保，而且工藝過程簡單、成本低，是將來金屬化工藝的主要發展方向。
陶瓷金屬化的質量主要取決于陶瓷本身質量與金屬化工藝，具體影響因素有金屬化配方、金屬化溫度及保溫時間、金屬化顯微結構、金屬化涂層厚度及涂覆方式等。多年來，陶瓷金屬化一直是一個熱門的課題，國內外學者都對其展開了深入的研究，在金屬化的機理方面還尚存有爭議，且金屬化的性能方面如陶瓷金屬化成品的抗彎、抗拉強度、氣密性等仍有待提高。
參考來源：
[1]王玲等.陶瓷金屬化的方法、機理及影響因素的研究進展
[2]馬元遠等.氧化鋁陶瓷金屬化技術的研究進展
[3]丁樞華等.氧化鋁陶瓷金屬化機理研究
（中國粉體網編輯整理/山川）
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