技术陶瓷因其化学和机械性能，在电子和工程领域受到广泛青睐。与金属相比，它们的抗压强度更高，尤其是在高温下。陶瓷具有良好的热稳定性（即较低的热膨胀系数）以及良好的耐热性和耐电性。它们还具有优异的硬度和尺寸稳定性。
因此，技术陶瓷的应用范围广泛，例如：航空航天发动机叶片、环和阀门组件、工业泵轴承、切削刀具和模具零件、医疗器械，以及在电子工业中作为基板和专用真空组件的广泛用途。
陶瓷-金属键合
在许多应用中，通常需要将陶瓷与金属连接以形成成品部件。
由于两种材料热膨胀系数的固有差异，陶瓷-金属键合是制造商和用户多年来面临的最大挑战之一。钎焊方法多种多样，包括机械紧固件、摩擦焊接和粘合剂粘合，但迄今为止，在陶瓷和金属之间建立密封、牢固连接的最广泛、最有效的方法是钎焊。钎焊首先通过化学键合金属化陶瓷，形成一个可润湿的表面，钎焊过程中钎料合金会在该表面流动。
摩根先进陶瓷公司是一家全球性的金属化陶瓷部件设计和制造商，生产定制部件，应用范围广泛，从特殊项目的小批量高价值部件生产到精密设计的大批量生产。以下是两个示例。
示例 1：独特的工程挑战
ISIS 是一家世界一流的散裂中子源，位于英国牛津郡的 CCLRC 卢瑟福·阿普尔顿实验室。作为其第二靶站 (TS-2) 大型扩建项目的一部分，该公司委托摩根先进陶瓷公司生产一系列高度专业化的金属化陶瓷部件。
这些部件是监测提取质子束 (EPB) 强度的仪器的基本组成部分。第一个靶站使用的陶瓷真空管采用铟丝密封，但经验证明，如果受到干扰，这些管会变得不可靠。金属化陶瓷提供了一种解决方案，可在设计非常严格的公差范围内实现100%可靠的真空密封。
该项目面临两个关键挑战：首先，要设计出一种能够在大型部件（直径200毫米）上实现坚固、高完整性真空密封（泄漏率10-8毫巴·升/秒）的设计和制造工艺；其次，要解决真空管的氧化铝陶瓷与其低碳钢法兰之间的热系数差异问题。由于项目性质，对部件的物理尺寸和清洁度设定了非常严格的规范。
ISIS组件长158毫米，带有两个直径240毫米的镀镍低碳钢法兰，法兰之间通过预制金刚石磨削氧化铝陶瓷绝缘体相互绝缘。为确保组件的气密性，陶瓷在 850°C 的氢氮炉中钎焊到两个镍铁钴钢法兰上。之所以选择镍铁钴钢，是因为它与陶瓷的热膨胀性能最佳匹配。该工艺通过涂覆钼锰涂层（烧结温度为 1,400°C）来实现，然后再电镀一层镍。之后，将陶瓷/金属钎焊组件焊接到带有不锈钢接口的低碳钢法兰上，并加工至最终尺寸。
ISIS 的订单包含 13 个组件，预计于 2006 年底交付。与此类项目通常的情况一样，项目既没有时间也没有预算来制作原型以改进工艺，因此项目依赖于专家团队的经验和专业知识，确保一次性完成。问题一出现就能得到解决，所有组件都已交付。
示例 2：精度与一致性
摩根先进陶瓷公司 (Morgan Advanced Ceramics) 为另一位客户制造金属化陶瓷元件，用于连续波和脉冲雷达系统（例如战斗机雷达系统）中使用的真空电子设备。
该公司面临的挑战是如何突破材料的性能极限，以满足行业对更高频率的需求。这意味着需要更小的元件拥有与更大尺寸元件相同的物理特性，并且需要极高的精度工程和严密的质量控制，以确保整个生产过程中的一致性。
例如，以这种方式制造的最小部件是一个内径仅为 0.2 英寸的圆柱体。内表面金属化厚度公差非常严格，在 0.007 英寸到 0.0012 英寸之间。所采用的金属化工艺基于公司内部开发的钼锰 (MoMn) 耐火油墨系统。由摩根先进陶瓷公司 (Morgan Advanced Ceramics) 制造，与特定的高纯度氧化铝陶瓷体相匹配，以确保始终如一的高强度键合。MoMn 金属化层中的玻璃相与陶瓷中的玻璃相结合形成键合。金属化表面会再镀一层镍，以密封并改善润湿性，以便后续钎焊。
先进陶瓷正在满足各种应用中对更高性能关键部件的需求。通过深入了解陶瓷-金属键合技术（例如金属化工艺），设计师和制造商能够更好地设计这些关键部件。
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