本文采用激光閃射法分別對不同成型方法制備的95氧化鋁和99氧化鋁陶瓷的熱導率進行了測試計算，同時也對氮化鋁及氮化鋁基損耗陶瓷的熱導率進行測試計算，并與氧化鋁基金屬陶瓷進行了比較，對實驗結果作了初步分析。

　　隨著微波電子器件向著高功率、小型化、長壽命、高可靠性的方向發展，對其中重要組成部件陶瓷材料的抗熱震性要求越來越高。眾所周知由于陶瓷材料在加工和服役使用過程中常會受到不同程度的冷熱沖擊，有時陶瓷零部件工作的環境是十分劇烈的。因此，抗熱震性是陶瓷材料的一個重要性能，而熱震也是導致陶瓷材料破壞的一種常見現象。

　　陶瓷部件在加工和使用中是否會出現熱震斷裂不僅與熱應力密切相關，還與材料中應力的分布、產生的速率和持續時間等有關，而陶瓷部件中實際熱應力與熱導率、形狀大小、材料表面對環境進行熱傳遞的能力直接相關。例如熱導率λ大，部件厚度小，表面對環境的傳熱系數小等都有利于制品的溫度趨于均勻而使制品的抗熱震性改善，此種情形下推導得到最大溫差為：

　　式中，δf為材料的強度極限，ν 為泊松比，λ 為熱導率，E 為彈性模量，α為熱膨脹系數，h為表面對環境的傳熱系數，rm為材料的半厚度。

　　對于因熱應力使陶瓷發生瞬間斷裂的情況，材料的強度、彈性模量、熱膨脹系數和熱導率是主要影響因素。熱導率作為其中主要影響因素之一，應受到更多的關注。因此對材料熱導率進行準確的測試，可以為改善抗熱震性提供有效的依據，進而為微波電子器件向高功率、小型化、長壽命、高可靠性發展提供保障。

1、測試方法

　　1.1、原理

　　利用激光閃射法對制備樣品進行測試，其原理為在一定設定溫度T(恒溫條件)下，由激光源在瞬間發射一束光脈沖，均勻照射在樣品下表面，使其表層吸收光能后溫度瞬時升高，并作為熱端將能量以一維熱傳導方式向冷端(上表面)傳播如圖1所示。使用紅外檢測器連續測量上表面中心部位的相應溫升過程，得到類似于圖2的溫度(檢測器信號)升高對時間的關系曲線。

　　通過計量圖中所示的半升溫時間(在接收光脈沖照射后樣品上表面溫度(檢測器信號)升高到最大值的一半所需的時間)t50(或稱t1/2)，由式(2)：

圖1　熱端將能量向冷端傳播示意圖

圖2　溫度(檢測器信號)隨時間變化關系曲線

　　式中d 為樣品厚度。可得到樣品在溫度T 下的熱擴散系數α。由于導熱系數(熱導率)與熱擴散系數存在如下關系：

　　在溫度T下的熱擴散系數α(T)、比熱Cp(T)與密度ρ(T)已知的情況下便可計算得到導熱系數。其中密度由阿基米德原理測得，其隨溫度的變化可使用材料的熱膨脹系數進行修正，比熱可使用文獻值或使用差示掃描熱量(DSC)法測量，也可在激光閃射法儀器中與熱擴散系數同時測量得到(比較法)。

　　1.2、樣品制備

　　(1)將樣品研磨加工為直徑12.7mm 的圓片，其端面應平行光滑，內部材質均勻，厚度根據高導熱樣品制得厚一些，低導熱樣品制得薄一些的原則進行加工。

　　(2)將加工好的陶瓷樣品進行表面涂覆。除了少數深色不透明、表面色澤均勻、反射率低的樣品外，對于一般的樣品均需進行表面涂覆，涂覆材料通常使用石墨，目的是增加樣品表面對光能的吸收比與紅外發射率，且對透明/半透明樣品使光能僅在表層吸收并進行表層檢測，避免透射/深層吸收/深層檢測現象。石墨涂層的厚度應適度，既能保證材料表面的均勻有效遮覆，同時又不能太厚。

2、結論

　　本文通過對不同材料熱導率的測量和數據分析，得出了厚度變化對熱導率測試的影響以及對待測樣品厚度的估算方法，并給出了不同導熱率試樣厚度的參考范圍。同時，本文還給出了氧化鋁基和氮化鋁基衰減陶瓷熱導率隨溫度變化的曲線并將3種不同的衰減材料進行了對比，為微波器件熱設計和材料的選擇提供了參考數據。