技術文章
更新時間:2025-10-16
點擊次數:161
隨著陶瓷材料在航空航天、電子器件、新能源等領域的應用不斷擴展,超高溫真空接觸角測量技術的重要性日益凸顯。北斗儀器CA600等高溫接觸角測量儀的出現,使研究人員能夠在ji端高溫條件下深入研究陶瓷材料的潤濕行為,為新材料開發和工藝優化提供了強有力的工具。通過精確測量陶瓷高溫熔融后的接觸角,研究人員可以更好地理解陶瓷材料的表面界面行為,指導陶瓷制備工藝的優化,最終開發出性能更優異的陶瓷材料及其復合材料。
陶瓷樣品制備與實驗方法
進行陶瓷高溫熔融接觸角測試,樣品制備是確保實驗結果準確性的首要環節。根據儀器要求,樣品尺寸通常需控制在5×5×5mm以內,以保證加熱的均勻性和溫度控制的一致性。對于陶瓷粉末樣品,可能需要先進行壓片制樣,形成規則的測試樣品。對于塊體陶瓷材料,則需切割成適當尺寸,確保測試表面平整光滑。
實驗流程:
將制備好的陶瓷樣品放置在儀器樣品臺上,根據實驗需求選擇相應的基底材料。
啟動真空系統,將測試腔室抽至所需真空度,或通入惰性保護氣體。
按預設程序升溫,通過30段程序溫度控制,逐步升高至目標溫度。
利用高速成像系統實時記錄陶瓷樣品在升溫過程中的形態變化,特別是熔化后的液滴形成與鋪展過程。
通過專業分析軟件,對捕獲的圖像進行分析,計算接觸角值及其他相關參數。
關鍵參數測量:
除了接觸角θ這一核心參數外,高溫接觸角測量儀還能同步測量液滴直徑D、液滴高度H和液滴體積V等多個參數。
這些附加參數為研究人員提供了更全面的數據支持,有助于深入理解陶瓷熔體的高溫行為。
超高溫真空接觸角測量技術在陶瓷材料研究與開發中發揮著重要作用,多個高校院所和企業已采購相關設備并開展研究。
1、陶瓷/金屬封裝研究
在陶瓷/金屬封裝領域,接觸角測試可用于分析焊料和基板的潤濕性及可焊性。通過測量釬料在陶瓷基板上的潤濕鋪展過程,動態分析釬料在高溫下的接觸角變化,研究人員可以優化釬料成分,提高封裝強度。
2、新型陶瓷材料開發
在新型陶瓷材料研發中,接觸角測試有助于分析陶瓷材料的特征溫度點與熔化行為。通過監測陶瓷材料加熱過程中變形、軟化、燒結,直至熔化全過程中的輪廓變化,研究人員可以確定最佳燒結工藝參數,提高產品質量。
3、高溫功能涂層研發
接觸角測試技術在高溫功能涂層研發中也有重要應用,特別是涂層耐腐蝕熔滲行為研究。通過分析涂層與基材的接觸角,研究人員可以理解涂層與基材的潤濕過程及鋪展機理,并研究不同溫度及不同氣氛下潤濕性能的區別。
4、燒結助劑研發與優化
在燒結助劑的研發與優化過程中,接觸角測試技術能夠監測陶瓷材料加熱過程中變形、燒結,直至熔化全過程中的輪廓變化。這有助于研究人員篩選和優化燒結助劑配方,提高陶瓷材料的燒結質量和性能。
在陶瓷材料研發與應用中,理解高溫熔融狀態下的陶瓷液滴在固體表面的潤濕行為至關重要。接觸角作為潤濕性的量化指標,直接反映了陶瓷熔體與基材之間的相互作用強度。北斗超高溫真空接觸角測量儀通過精確測量陶瓷在高溫熔融狀態下的接觸角,為研究人員提供了關鍵數據支持,這些數據直接影響著陶瓷制備工藝的優化和最終產品性能的提升