氧化铝陶瓷
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氧化铝陶瓷综述（原版）
氧化铝陶瓷综述（原版）目录摘要 .......................................................................................................................... ...... 1 正文： ...................................................................................................................... .......... 1 1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介 . (1)1.1α-32OAl (1)1.2β-32OAl (1)1.3γ-32OAl ................................................................................................................. 1 2氧化铝陶瓷的分类及功能简介 . (2)2.1分类 (2)2.1.1氧化铝陶瓷按其中氧化铝含量不同分为高纯型和普通型两种。
.......... 2 2.1.2氧化铝陶瓷根据主晶相不同可分为刚玉瓷、刚玉—莫来石瓷及莫来石瓷。
....................................................................................................................... .......... 2 2.2功能........................................................................................................................2 3氧化铝陶瓷的原料及其加工 .. (3)3.1原料及其制备 ........................................................................................................ 3 3.232O Al 的预烧 . (4)3.332O Al 粉体的制备 .................................................................................................. 4 4氧化铝陶瓷的成型工艺 . (5)4.1成型辅助剂............................................................................................................ 5 4.2成型方法 . (5)4.2.1模压成型...................................................................................................... 5 4.2.2等静压成型.. (5)4.2.3注浆成型......................................................................................................5 4.2.4凝胶注模成型.............................................................................................. 5 4.2.5热压铸成型.. (6)5烧结 (6)5.1烧结方法 (6)5.1.1常压烧结法.................................................................................................. 6 5.1.2热压烧结和热等静压烧结.. (6)5.1.3液相烧结法 (6)5.1.4其它烧结方法 (7)5.2影响氧化铝陶瓷烧结的因素 (7)5.2.1成型方法的影响 (7)5.2.2烧结制度的影响 (7)5.2.3烧结气氛的影响 (7)5.2.4辅助剂的影响 (7)5.2.5烧结方法的影响 (8)6氧化铝陶瓷的后加工处理 (8)7氧化铝陶瓷的应用和发展现状 (8)7.1机械方面 (8)7.2电子、电力方面 (8)7.3化工方面 (8)7.4医学方面 (9)7.5建筑卫生陶瓷方面 (9)7.6其它方面 (9)参考文献 (9)氧化铝陶瓷综述摘要本文简述了氧化铝陶瓷的功能及在各行业的应用，详细论述了氧化铝陶瓷的加工、成型及制备和制备过程中各工序对制品可能产生的影响以及通常会出现的问题与相应的解决方法。
氧化铝陶瓷强度
氧化铝陶瓷是一种高性能陶瓷材料，具有优异的力学性能。
以下是关于氧化铝陶瓷强度的参考内容：1.强度定义：强度是指材料在承受外部力作用下抵抗破坏的能力。
强度通常用抗拉强度、抗压强度和抗弯强度来衡量。
2.抗拉强度：氧化铝陶瓷的抗拉强度通常在200到400 MPa之间。
抗拉强度是指材料在拉力作用下抗拒断裂或破坏的能力。
氧化铝陶瓷具有较高的抗拉强度，可以在高温和恶劣的环境下保持其结构完整性。
3.抗压强度：氧化铝陶瓷的抗压强度通常在1000到4000 MPa之间。
抗压强度是指材料在受到压力作用下抵抗破坏的能力。
氧化铝陶瓷具有较高的抗压强度，可以承受较大的压力而不会变形或破裂。
4.抗弯强度：氧化铝陶瓷的抗弯强度通常在300到500 MPa之间。
抗弯强度是指材料在受到弯曲力作用下抵抗破坏的能力。
氧化铝陶瓷具有较高的抗弯强度，可以承受一定程度的弯曲而不会断裂。
5.影响强度的因素：氧化铝陶瓷的强度受到多种因素的影响，包括材料的制备工艺、晶粒尺寸和结构、晶界特性以及杂质含量等。
合理的制备工艺和优化的材料结构可以提高氧化铝陶瓷的强度。
6.强度测试方法：常用的测试方法包括拉伸测试、压缩测试和弯曲测试等。
这些测试方法可以通过施加不同的外力来测量氧化铝陶瓷的强度属性。
7.补强方法：为了提高氧化铝陶瓷的强度，可以采用不同的补强方法，如增加材料的致密性、改善晶界结合和控制晶粒尺寸。
此外，添加适量的碳化硅等复合材料也可以增强氧化铝陶瓷的强度。
总之，氧化铝陶瓷具有较高的抗拉强度、抗压强度和抗弯强度，可以在高温和恶劣环境下保持其结构完整性。
合理的制备工艺和优化的材料结构可以提高氧化铝陶瓷的强度，并可以采用不同的补强方法来增强其强度。
这些特点使得氧化铝陶瓷在航空、化工、医疗和电子等领域中得到广泛应用。
氧化铝陶瓷用途
氧化铝陶瓷用途
嘿，朋友们！今天咱来聊聊氧化铝陶瓷那些超厉害的用途呀！氧化铝陶瓷啊，那可真是个宝呢！
你想想看，咱们家里用的那些精美的陶瓷餐具，好多可都是氧化铝陶瓷做的呢。
它们漂亮又耐用，能让我们好好享受美食，这难道不神奇吗？就好像一个默默奉献的小天使，一直在为我们服务。
再说说工业领域，氧化铝陶瓷可是大显身手呢！它能做成各种耐磨的零部件，就像是不知疲倦的小勇士，在机器里努力工作，保障着一切的顺利运转。
这不就跟咱们勤劳的工人师傅一样嘛，努力坚守自己的岗位。
还有啊，在电子行业里，氧化铝陶瓷也有它的一席之地呢！它可以做绝缘材料，确保电流乖乖地按照规定的路线跑，可不能调皮捣蛋呀！这多像一个严格的交通指挥员，让电子们有序地通行。
你说氧化铝陶瓷厉不厉害？它能在这么多不同的领域发挥重要作用，简直就是个全能选手啊！而且啊，它的稳定性还特别好，不管是高温还是低温，都能稳稳地坚守自己的“岗位”，这可不是一般材料能做到的哟！这就好比一个可靠的朋友，不管啥时候找它，它都在那呢！
在医疗领域，氧化铝陶瓷也有出色表现呢！可以用来制作一些医疗器械的部件，为人们的健康保驾护航。
这就像是白衣天使的有力助手，一起为我们的健康努力着。
哎呀呀，氧化铝陶瓷的用途真是数都数不过来呀！它在我们的生活中无处不在，默默地发挥着自己的价值。
我们真应该好好珍惜它，感谢它为我们带来的便利和美好。
总之，氧化铝陶瓷就是这么牛，就是这么让人惊叹！它用自己的独特魅力和强大实力，在各个领域绽放光彩。
让我们一起为氧化铝陶瓷点赞吧！。
氧化铝陶瓷纯度
氧化铝陶瓷纯度
氧化铝陶瓷具有硬度高、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、电绝缘性高和介电损耗低等一系列优异特性，成为了当前生产量最大、应用面最广的先进陶瓷材料，已被广泛应用于冶金、化工、电子及生物医学等多个行业。
人们通常以配料中Al2O3的含量对其进行分类，其中：Al2O3的含量在75%左右的是“75瓷”，因烧结温度较低，所以75瓷的成本较其他氧化铝陶瓷低，但因其性能一般，现已基本不再采用了。
现如今大家都喜欢用纯度高的氧化铝陶瓷最被常用的是“99氧化铝陶瓷”下面钧杰陶瓷小编为大家分享一下氧化铝陶瓷的纯度有哪些。
1、 Al2O3含量在99.9％以上的是“高纯型氧化铝陶瓷”，这种陶瓷的烧结温度高达1650℃以上，并具备透射性，可用于制作钠灯管等器件；也可用于制作集成电路基板、高频绝缘材料等电子工业基础器件
2、Al2O3含量在99%左右的为“99瓷”，99瓷具有耐高温、耐磨、耐腐蚀的优良性能，可用于制作特殊耐火器件、特殊耐磨器件，比如陶瓷轴承、陶瓷炉管、陶瓷坩埚等
3、Al2O3含量在95%左右的为“95瓷”，主要用作耐腐蚀、耐磨部件。
4、Al2O3含量在85%左右的为“85瓷”，在制造85瓷的过程中，常在配料中掺入滑石粉等粉料，以提高陶瓷产品的机械强度与电性能。
85瓷常用于制作电真空装置器件。
al2o3 96%陶瓷 密度
氧化铝（Al2O3）是一种非常常见的陶瓷材料，其化学稳定性、硬度和热导率都非常高，因此在许多领域都有广泛的应用。
96%的氧化铝陶瓷是指氧化铝的含量占陶瓷总质量的96%。
首先，我们来讨论一下氧化铝陶瓷的密度。
氧化铝的密度为3.98 g/cm³，这是一个固定的值，不会因为氧化铝的含量变化而变化。
因此，96%的氧化铝陶瓷的密度也是3.98 g/cm³。
然而，这个结论可能会让人感到困惑，因为在实际应用中，我们通常会发现，随着氧化铝含量的增加，陶瓷的密度也会相应地增加。
这是因为，当氧化铝的含量增加时，陶瓷中的其他成分（如硅酸盐等）的含量就会相应地减少，而这些成分的密度通常都比氧化铝小。
因此，从总体上看，陶瓷的密度会随着氧化铝含量的增加而增加。
但是，这种趋势并不是线性的。
在氧化铝含量较低的时候，由于其他成分的含量较高，陶瓷的密度增加的速度会比较快。
但是，当氧化铝的含量超过一定程度后，由于其他成分的含量已经非常低，陶瓷的密度增加的速度就会变慢。
这就是为什么我们在实验室中测量到的96%的氧化铝陶瓷的密度仍然是3.98 g/cm³的原因。
此外，我们还需要注意的是，虽然氧化铝陶瓷的密度是固定的，但是它的硬度和抗磨损性都会随着氧化铝含量的增加而增加。
这是因为，氧化铝是一种非常硬的材料，它的硬度可以达到莫氏硬度9级。
因此，当氧化铝的含量增加时，陶瓷的硬度和抗磨损性也会相应地增加。
总的来说，96%的氧化铝陶瓷的密度是3.98 g/cm³，这是一个固定的值，不会因为氧化铝的含量变化而变化。
然而，随着氧化铝含量的增加，陶瓷的硬度和抗磨损性都会相应地增加。
氧化铝陶瓷概述
黑色Al2O3瓷的着色剂通常都是一些 高温挥发性较强的氧化物。
11
一、瓷料高温下的挥发 ❖ Al2O3瓷烧成温度较高，99瓷烧成
温度1800℃，95瓷也都在1650℃～ 1700℃，因此配料组分挥发性的高 低直接关系到陶瓷材料的生产和利 用。
12
(1)主成分Al2O3高温下挥发性较弱。 (2) 在 99 瓷 中 用 作 抑 制 晶 粒 生 长 ，
17
❖ 在电场作用下，Na离子在“尖晶石 基块’’之间的(空旷地带)沿电场方向 自由移动，表现了－Al2O3极显著的离 子电导特性。正因为如此，－Al2O3呈 现出明显的电导损耗和离子松弛损耗。 这样，Al2O3瓷中－Al2O3的存在就导致 了介质损耗角正切值tg的显著提高。
18
❖改善措施：
（1）加入粘土（主要成分SiO2）， 生成玻璃相让Na2O进入玻璃相。
15
通常是用碱式法生产
的，其中含有少量Na2O杂质。 Na2O 杂 质 的 存 在 ， 与 Al2O3 形 成
－Al2O3化合物，使瓷体的电性能明 显恶化，电阻率降低，tg↑，Na2O 对装置瓷非常有害。
16
❖ Na2O加入以后，生成－Al2O3， － Al2O3是一种多铝酸盐，其结构为 Na2O·11Al2O3，是由少数Al—O—Al键把 “尖晶石基块”连接起来的层状结构， －Al2O3中的Na离子就处于“尖晶石基 块”之间由少数 A1—O—A1键支撑起 来的空旷的空间内。
2
氧化铝陶瓷基片
电子陶瓷
3
2.1 Al2O3瓷的类型和性能 根据Al2O3含量来确定瓷的牌号。
Al2O3含量在99％左右——“99瓷”， 含量在95％和90％左右的依次称为 “95瓷”和“90瓷”等等。
11
一、瓷料高温下的挥发 ❖ Al2O3瓷烧成温度较高，99瓷烧成
温度1800℃，95瓷也都在1650℃～ 1700℃，因此配料组分挥发性的高 低直接关系到陶瓷材料的生产和利 用。
12
(1)主成分Al2O3高温下挥发性较弱。 (2) 在 99 瓷 中 用 作 抑 制 晶 粒 生 长 ，
17
❖ 在电场作用下，Na离子在“尖晶石 基块’’之间的(空旷地带)沿电场方向 自由移动，表现了－Al2O3极显著的离 子电导特性。正因为如此，－Al2O3呈 现出明显的电导损耗和离子松弛损耗。 这样，Al2O3瓷中－Al2O3的存在就导致 了介质损耗角正切值tg的显著提高。
18
❖改善措施：
（1）加入粘土（主要成分SiO2）， 生成玻璃相让Na2O进入玻璃相。
15
通常是用碱式法生产
的，其中含有少量Na2O杂质。 Na2O 杂 质 的 存 在 ， 与 Al2O3 形 成
－Al2O3化合物，使瓷体的电性能明 显恶化，电阻率降低，tg↑，Na2O 对装置瓷非常有害。
16
❖ Na2O加入以后，生成－Al2O3， － Al2O3是一种多铝酸盐，其结构为 Na2O·11Al2O3，是由少数Al—O—Al键把 “尖晶石基块”连接起来的层状结构， －Al2O3中的Na离子就处于“尖晶石基 块”之间由少数 A1—O—A1键支撑起 来的空旷的空间内。
2
氧化铝陶瓷基片
电子陶瓷
3
2.1 Al2O3瓷的类型和性能 根据Al2O3含量来确定瓷的牌号。
Al2O3含量在99％左右——“99瓷”， 含量在95％和90％左右的依次称为 “95瓷”和“90瓷”等等。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷（alumina ceramics）是一种以α- Al2O3为主晶的陶瓷材料。
其Al2O3含量一般在75～99.99%之间。
通常习惯以配料中Al2O3的含量来分类。
Al2O3含量在75%左右的为“75瓷“，含量在85%左右的为“85瓷“，含量在95%左右的为“95瓷“，含量在99%左右的为“99瓷“。
工业Al2O3是由铝钒土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求不高的，一般通过化学方法来制备。
电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000～2400C熔融制得，也称人造刚玉。
Al2O3有许多同质异晶体。
根据研究报道过的变体有十多种，但主要有三种，即γ- Al2O3，β- Al2O3，α- Al2O3。
Al2O3的晶体转化关系如下图，其结构不同，因此其性质也不同，在1300度以上的高温几乎完全转变为α- Al2O3。
郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。
专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。
γ- Al2O3，属尖晶石型（立方）结构，氧原子形呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中。
它的密度小。
且高温下不稳定，机电性能差，在自然界中不存在。
由于是松散结构，因此可利用它来制造多孔特殊用途材料。
β- Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物。
它的化学组成可以近似地用RO·6 Al2O3和R2O·11 Al2O3来表示（RO指碱土金属氧化物，R2O指碱金属氧化物），其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]ˉ层和[Al11O12]＋类型尖晶石单元交叠堆积而成，氧离子排列成立方密堆积，Na＋完全包含在垂直于C轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电。
α- Al2O3，属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体，在自然办只存在α- Al2O3，如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。
无机非金属材料——氧化铝陶瓷
用Al2O3基短纤维材料作为保温耐 火材料， 因为它具有密度小、隔热性好、热容量小等优点。 不仅可以减轻高温炉的重量，而且使高温炉控温精确，进而 更加节能。 复合增强方面， Al2O3纤维增强金属基复合材料具有力学性能 好、耐磨性高、膨胀系数低、硬度高等特点， 这是因为Al2O3 纤维与金属基体之间浸润性好、界面反应低。在汽车活塞、 空气压缩机叶片的制造中得到了应用。
其他方面
航空航天方面应用较多的 是Al2O3基纤维， 它具有 高强度、耐高温、抗氧化、 耐腐蚀等多种性能。 Al2O3可以制备成高温耐 热纤维， 用于航天飞机上 的隔热瓦和柔性隔热材料 等。利用Al2O3纤维还可 以用来增强金属基和陶瓷 基复合材料， 大量用于超 音速喷射飞机中的喷管及 火箭发动机中的垫圈。
化工方面
有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,
氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。
Al2O3陶瓷膜——耐高温、热稳定性好，在高温下仍能 保持其性能不变；高强度，在很大压力梯度操作下 ， 不会被压缩或产生蠕变，机械性能好；化学稳定 性好，能耐强酸强碱溶液、有机溶剂和氯化物腐蚀 ，并且不被微生物降解；可反复使用， 易清洁； 制 备时孔径大小和孔径尺寸分布容易控制。在净化工 业用水、海水淡化、气体分离、催化反应等方面都 具有大量的应用
3
类别
氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。 高纯型氧化铝陶瓷是Al2O3含量在99．9％以上的陶瓷材料， 由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一 般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属 腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高 频绝缘材料。 普通型氧化铝陶瓷按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、 85瓷等品种，有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化 铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火 炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等； 95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入 部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌等金属封
其他方面
航空航天方面应用较多的 是Al2O3基纤维， 它具有 高强度、耐高温、抗氧化、 耐腐蚀等多种性能。 Al2O3可以制备成高温耐 热纤维， 用于航天飞机上 的隔热瓦和柔性隔热材料 等。利用Al2O3纤维还可 以用来增强金属基和陶瓷 基复合材料， 大量用于超 音速喷射飞机中的喷管及 火箭发动机中的垫圈。
化工方面
有氧化铝陶瓷化工填料球,氧化铝陶瓷微滤膜,
氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。
Al2O3陶瓷膜——耐高温、热稳定性好，在高温下仍能 保持其性能不变；高强度，在很大压力梯度操作下 ， 不会被压缩或产生蠕变，机械性能好；化学稳定 性好，能耐强酸强碱溶液、有机溶剂和氯化物腐蚀 ，并且不被微生物降解；可反复使用， 易清洁； 制 备时孔径大小和孔径尺寸分布容易控制。在净化工 业用水、海水淡化、气体分离、催化反应等方面都 具有大量的应用
3
类别
氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。 高纯型氧化铝陶瓷是Al2O3含量在99．9％以上的陶瓷材料， 由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一 般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属 腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高 频绝缘材料。 普通型氧化铝陶瓷按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、 85瓷等品种，有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化 铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火 炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等； 95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入 部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌等金属封
氧化铝陶瓷材料
氧化铝陶瓷材料
氧化铝陶瓷是一种重要的陶瓷材料，具有优异的物理化学性能，被广泛应用于
电子、化工、机械等领域。
氧化铝陶瓷材料具有高温稳定性、耐磨性、绝缘性和化学稳定性等特点，因此备受工程师和设计师的青睐。
首先，氧化铝陶瓷材料具有优异的高温稳定性。
它能够在高温环境下保持稳定
的物理和化学性能，不易发生变形和热膨胀，因此被广泛应用于高温工艺和设备中。
例如，氧化铝陶瓷常被用于制作高温炉窑的隔热材料、炉具零部件等。
其次，氧化铝陶瓷材料具有良好的耐磨性。
它的硬度高，耐磨损性能好，因此
在机械设备的磨损部件中得到广泛应用。
比如，氧化铝陶瓷常被用于制作轴承、密封件、切削工具等，能够有效延长设备的使用寿命。
此外，氧化铝陶瓷材料还具有优异的绝缘性能。
它能够有效阻挡电流的传导，
因此在电子领域得到广泛应用。
例如，氧化铝陶瓷常被用于制作电子元器件的绝缘基板、封装壳体等，能够保证电子设备的安全运行。
最后，氧化铝陶瓷材料具有良好的化学稳定性。
它能够抵抗酸碱腐蚀，不易受
化学物质的侵蚀，因此在化工领域得到广泛应用。
比如，氧化铝陶瓷常被用于制作化工设备的耐腐蚀衬里、反应容器等，能够保证设备的长期稳定运行。
总的来说，氧化铝陶瓷材料具有高温稳定性、耐磨性、绝缘性和化学稳定性等
优异性能，被广泛应用于电子、化工、机械等领域。
它的应用范围广泛，能够满足不同领域的工程需求，因此在工程设计中具有重要的地位和价值。
希望本文能够为大家对氧化铝陶瓷材料有更深入的了解提供帮助。
氧化铝陶瓷简述
• 2、原料杂质的影响 • 工业Al2O3中常含有NaO2杂质，会提高介
电损耗。
• 工业Al2O3中还含有SiO2杂质，会与NaO2 形成钠长石，消除NaO2杂质的影响
4、高纯Al2O3粉体制备方法
• A：铵明矾热分解法
• 纯度99.9%以上，烧成品半透明，常制备高压 钠灯灯管。
• B、碳酸铝铵热分解法
• C： 有机铝盐热分解法（sol－gel法）
• 烷基铝和铝醇盐加水分解而制得氢氧化铝， 在进行热分解
• D：水热法、共沉淀法
二、 成型
• 干压法成型、注浆成型、挤压成型、冷等静 压成型、热等静压成型、热压成型、注射成 型、流延成型等等。
• 颗粒紧密接触，可缩短质点在高温下迁移距 离，加速扩散，从而有利于缩短烧成时间， 保证烧结体内无大气孔等缺陷。
• （4）原料的颗粒度及晶格缺陷 • 电熔Al2O3需要更高烧结温度
四、Al2O3陶瓷的加工
• 加工：陶瓷制品经过一种或数种车削、施釉和金 属化的操作。
• 1、研磨（美国willbank和日本Toto公司） • SiC和C料研磨和抛光，尺寸精确，但花费代价大。 • 2、施釉 • 将试样浸入到合适的釉浆中或直接进行喷涂而获
• MgO、SiO2、CaO、高岭土等 • MgO，生成薄层镁铝尖晶石，抑制晶粒长大。0.5－
1%,如原料粒径为1—2μm，陶瓷晶粒尺寸不会大于 15μm
• B、使用易于烧结的粉体
• 通过调整粉料制备工艺，使粉末微细化， 活性高。
• （3）、热压烧结 • 烧结过程中升温同时进行加压，促进物质
的塑性流动。
• 金属粉末
4、烧结过程中的物质传递
• （1）、蒸发和凝聚
• 颗粒曲率半径很小时， 蒸气压发生变化，凸面 上蒸气压增高而凹面上 蒸气压降低。因此，凸 面上物料蒸发后，通过 气相传递，在凹面上 （颈部）凝聚。
氧化铝陶瓷概述
成和性质见P142，表4-14。
47
（1）CaO－Al2O3－SiO2系瓷料 例3.计算该系统瓷料在相应的
无变量点温度下所能形成的最高液 相量。P142
1#配方的化学组成和S/C ：
组分 CaO 组分% 1.8
Al2O3 SiO2 96 2.2
S/C 1.2
48
❖
从S／C＝1.2小于2.16，瓷料组成点处
两者结构的主要不同仅在于Na－Al2O3中 “尖晶石基块”之间的Na+，被数量大致少一 半的Ca2+取代。但是CaO引入Al2O3瓷料并不使 烧结瓷体的介电性能恶化，少量CaO的引入反
而使瓷体的tg值有所降低(参阅表4—7数据)。
23
❖ Ca－Al2O3和Na－Al2O3对Al2O3瓷 体介电性能的影响截然不同，是由于 Ca2+是二价离子，价键较强，处于“尖 晶石基块”之间的Ca2+把“尖晶石基块” 拉紧，使Ca2+比较牢固地压在“尖晶石 基块”之间， Ca2+失去了可动性，至少 在低温时是如此。
（2）加入粘土生成钠长石。
（3）煅烧。对高铝瓷采用此方式， 可使－Al2O3－Al2O3，在煅烧时加 入 一 定 量 的 硼 酸 与 Na2O 反 应 生 成 硼 酸 钠，是易挥发物质，在煅烧中挥发除 去。
19
表4-6列出了Al2O3在Na、Si杂质共存 时，杂质含量对烧结瓷体介质损耗的影 响。
20
(4)Al2O3 陶 瓷 的 熔 剂 类 加 入 物 MgO ， CaO ， BaO ， Si02 ， 除 CaO 的 高 温 挥 发 性 较弱，其他几个氧化物的挥发性都较强。 但挥发性较强的氧化物结合成复合氧化 物（3Al2O3 ·2Si02）时，挥发速度和挥 发性有不同程度的降低。
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（1）CaO－Al2O3－SiO2系瓷料 例3.计算该系统瓷料在相应的
无变量点温度下所能形成的最高液 相量。P142
1#配方的化学组成和S/C ：
组分 CaO 组分% 1.8
Al2O3 SiO2 96 2.2
S/C 1.2
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❖
从S／C＝1.2小于2.16，瓷料组成点处
两者结构的主要不同仅在于Na－Al2O3中 “尖晶石基块”之间的Na+，被数量大致少一 半的Ca2+取代。但是CaO引入Al2O3瓷料并不使 烧结瓷体的介电性能恶化，少量CaO的引入反
而使瓷体的tg值有所降低(参阅表4—7数据)。
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❖ Ca－Al2O3和Na－Al2O3对Al2O3瓷 体介电性能的影响截然不同，是由于 Ca2+是二价离子，价键较强，处于“尖 晶石基块”之间的Ca2+把“尖晶石基块” 拉紧，使Ca2+比较牢固地压在“尖晶石 基块”之间， Ca2+失去了可动性，至少 在低温时是如此。
（2）加入粘土生成钠长石。
（3）煅烧。对高铝瓷采用此方式， 可使－Al2O3－Al2O3，在煅烧时加 入 一 定 量 的 硼 酸 与 Na2O 反 应 生 成 硼 酸 钠，是易挥发物质，在煅烧中挥发除 去。
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表4-6列出了Al2O3在Na、Si杂质共存 时，杂质含量对烧结瓷体介质损耗的影 响。
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(4)Al2O3 陶 瓷 的 熔 剂 类 加 入 物 MgO ， CaO ， BaO ， Si02 ， 除 CaO 的 高 温 挥 发 性 较弱，其他几个氧化物的挥发性都较强。 但挥发性较强的氧化物结合成复合氧化 物（3Al2O3 ·2Si02）时，挥发速度和挥 发性有不同程度的降低。
氧化铝陶瓷硬度等级
氧化铝陶瓷硬度等级以氧化铝陶瓷硬度等级为标题，写一篇文章。
氧化铝陶瓷是一种常见的工程陶瓷材料，具有优异的性能和广泛的应用领域。
其中，硬度是氧化铝陶瓷的重要性能指标之一。
根据国际标准，氧化铝陶瓷的硬度等级分为不同级别，下面将对各级别的硬度进行详细介绍。
一、N级氧化铝陶瓷（硬度HV1100-1300）N级氧化铝陶瓷是硬度较低的一种，其硬度在HV1100-1300之间。
这种陶瓷具有较高的韧性和强度，适用于一些对硬度要求不高但需要耐磨性和耐腐蚀性的场合。
例如，在化工行业中，N级氧化铝陶瓷常用于制造耐酸碱介质的阀门、泵体等零部件。
二、S级氧化铝陶瓷（硬度HV1400-1600）S级氧化铝陶瓷的硬度介于HV1400-1600之间，相对于N级氧化铝陶瓷来说，硬度更高一些。
这种陶瓷具有较好的耐磨性和耐高温性能，广泛应用于磨料、切割工具、轴承等领域。
在汽车制造业中，S级氧化铝陶瓷常用于发动机零部件的制造，以提高零部件的耐磨性和耐高温性能。
三、H级氧化铝陶瓷（硬度HV1600-1800）H级氧化铝陶瓷的硬度介于HV1600-1800之间，相对于S级氧化铝陶瓷来说，硬度更高一些。
这种陶瓷具有极高的硬度和优异的耐磨性能，被广泛应用于高速切削、磨削等领域。
在航空航天、兵器制造等高技术领域，H级氧化铝陶瓷常用于制造切削刀具、弹头等部件。
四、R级氧化铝陶瓷（硬度HV2000-2200）R级氧化铝陶瓷是硬度最高的一种，其硬度在HV2000-2200之间。
这种陶瓷具有极高的硬度和优异的耐磨性能，同时还具有良好的耐高温性能。
R级氧化铝陶瓷被广泛应用于高速切削、磨削、研磨等领域。
在航空航天、兵器制造等高技术领域，R级氧化铝陶瓷常用于制造切削刀具、研磨材料等部件。
氧化铝陶瓷的硬度等级分为N级、S级、H级和R级，随着硬度的提高，氧化铝陶瓷的耐磨性和耐高温性能也相应增强。
不同硬度等级的氧化铝陶瓷在不同领域有着广泛的应用，满足了各种工程陶瓷材料的需求。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷是一种高性能陶瓷材料，也称为氧化铝陶瓷材料。
它是由高纯度氧化铝粉末通过压制、成型、烧结等工艺制成的一种非金属材料。
氧化铝陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高耐高温性、绝缘性能好等优良的物理性能和化学性能。
因此，氧化铝陶瓷被广泛应用于航空航天、机械工业、电子电器、化学工业等领域。
氧化铝陶瓷的制备过程一般包括以下几个步骤：首先将高纯度氧化铝粉末与其他添加剂混合均匀，然后通过压制或注塑成型，最后进行高温烧结处理。
在烧结过程中，氧化铝粉末会逐渐结合成致密坚硬的结构，形成具有优良物理性能和化学性能的氧化铝陶瓷。
氧化铝陶瓷的应用领域非常广泛，例如在航空航天领域中，氧化铝陶瓷可以用于制造发动机涡轮叶片、航空仪器仪表、空气滤清器等；在机械工业中，氧化铝陶瓷可以用于制造轴承、轴瓦、机床刀具、磨料等；在电子电器领域中，氧化铝陶瓷可以用于制造电子器件、热敏电阻器、微波陶瓷等；在化学工业中，氧化铝陶瓷可以用于制造化学反应器、催化剂载体等。
96氧化铝陶瓷材料参数
96氧化铝陶瓷材料参数
96氧化铝陶瓷是一种具有优良性能的陶瓷材料，其主要的性能参数包括以下几个方面：
1. 氧化铝含量：96氧化铝陶瓷的氧化铝含量高达96%，具有较高的化学稳定性和耐腐蚀性。
2. 密度：96氧化铝陶瓷的密度为/cm³，具有较高的硬度和抗压力。
3. 热导率：其热导率范围为18\~25W/(m·K)，表现出较好的导热性能，可以用于需要散热的场合。
4. 抗热冲击强度：其抗热冲击强度为200℃，表明该材料具有较好的耐热冲击性能。
5. 最高使用温度：96氧化铝陶瓷的最高使用温度可以达到1500℃，具有较高的工作温度承受能力。
6. 机械性能：其杨氏模量可达280GPa，韦氏硬度为14GPa，表现出优良的机械性能。
此外，其抗压强度为2000MPa，抗折强度为280MPa，进一步证明了其优良的力学性能。
7. 电性能：其体积电阻率大于10^15Ω·cm，介电常数为，介电强度为
16kV/mm，表现出良好的电绝缘性能。
如需获取更准确和详细的参数信息，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
氧化铝陶瓷变黄的原因
氧化铝陶瓷变黄的原因
氧化铝陶瓷变黄的原因主要有以下几点：
1. 阳光照射：氧化铝陶瓷在长时间阳光照射下，其内部结构成分发生改变，这种变化是不可逆的，导致颜色发生改变，从白色变为淡黄色。
2. 潮解现象：氧化铝陶瓷具有一定的吸湿性，长时间暴露在潮湿环境中，容易吸收水分，形成水合物氧化铝，从而使陶瓷表面变黄。
3. 杂质影响：氧化铝陶瓷在生产过程中，如果原料中含有杂质，如铁、钛等金属离子，这些杂质会在陶瓷表面形成黄色或灰色斑点。
4. 生产工艺不当：氧化铝陶瓷的生产过程中，如果洗涤工艺不当，如清洗不彻底、残留物吸附等，也会导致陶瓷产品变黄。
5. 环境因素：氧化铝陶瓷在运输、储存过程中，受到有害气体的侵蚀，如二氧化碳、硫化氢等，会使陶瓷表面发生化学反应，从而导致颜色变化。
要避免氧化铝陶瓷变黄，可以采取以下措施：
1. 选择优质原料，确保氧化铝陶瓷的纯度和稳定性。
2. 控制生产工艺，如洗涤、烘干、烧结等环节，确保陶瓷制品表面干净无瑕。
3. 储存和运输过程中，避免暴露在恶劣环境中，确保陶瓷制品不受有害气体侵蚀。
4. 针对氧化铝陶瓷的吸湿性，可在储存时采取防潮措施，避免陶瓷吸收过多水分。
5. 避免长时间阳光直射，可选择遮阳材料进行遮盖。
氧化铝陶瓷烧结温度及时间
氧化铝陶瓷烧结温度及时间1. 烧结的基本概念说到烧结，咱们可以把它想象成一个大厨在烹饪美食，得把各种材料混合得当，火候掌握好，才能做出美味的佳肴。
对于氧化铝陶瓷来说，烧结就是把氧化铝粉末经过高温加热，促使它们之间发生化学反应，最终形成坚硬、耐磨的陶瓷材料。
想象一下，你把一堆沙子放进烤箱，经过高温处理后，居然变成了坚硬的石头，这就是烧结的魔力！不过，烧结可不是随随便便就能搞定的，它对温度和时间可有着严格的要求。
1.1 烧结温度的重要性先说温度，这玩意儿可谓是烧结过程中的灵魂。
一般来说，氧化铝陶瓷的烧结温度通常在1500°C到1700°C之间。
哇，这可真是个高温啊！不过，要是温度过低，材料的密实度就会下降，像是刚出炉的面包发酵不够，软绵绵的没法吃；而温度过高，材料又可能会变形，成了一个四不像，既不像陶瓷，也不像什么其他的东西。
温度调得不好，结果就像打麻将，三缺一，心里急得不得了。
1.2 烧结时间的巧妙把控再说说时间，这也是个关键因素。
烧结时间通常在几小时到十几个小时不等，具体得看材料的种类和烧结温度。
时间太短，材料就像没熟的鸡蛋，心里不踏实；时间太长，又可能导致材料晶粒粗大，强度下降，变得脆弱得跟薄纸一样。
因此，掌握好这个时间，就像在跳舞，要把握住节奏，才能翩翩起舞，不至于踩到自己的脚。
2. 烧结过程中的注意事项当然，烧结可不仅仅是调温和把时间抓紧，过程中还有许多小细节要注意，就像做菜时那些“秘密调料”。
2.1 材料的选择首先，原材料的选择是个大问题。
氧化铝陶瓷的质量直接和原材料息息相关，选个劣质的材料，就像用廉价的调料，做出来的菜味道差得要命。
一般来说，优质的氧化铝粉末颗粒均匀、纯度高，这样烧结出来的陶瓷才会更结实、更耐磨。
说到底，选好材料，后面的事儿就简单多了，真是一步到位，事半功倍。
2.2 气氛的控制再者，烧结气氛也是不能忽视的。
一般来说，烧结可以在氧气、氮气或者真空环境下进行，不同的气氛会影响最终产品的性能。
氧化铝陶瓷概述
氧化铝陶瓷的特性
高硬度
氧化铝陶瓷具有很高的硬度，其莫氏硬 度约为8-9，仅次于金刚石和碳化硅。
高绝缘性
氧化铝陶瓷具有很高的绝缘性能，其 电阻率高达1014Ω·cm以上，可用于
制造高压、高温绝缘器件。
高熔点
氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃，使其 在高温环境下仍能保持稳定的物理和 化学性能。
低热膨胀系数
制备工艺对性能的影响
粉体制备
采用不同的合成方法，如 固相法、溶胶-凝胶法等， 得到不同粒度和形貌的粉 体，影响陶瓷的性能。
成型工艺
采用不同的成型方法，如 干压成型、等静压成型等， 影响陶瓷的致密度和强度。
烧成制度
烧成温度、气氛、时间等 因素影响陶瓷的显微结构 和性能。
表面处理与改性
表面涂层
表面粗糙度
电子工业领域
由于其优良的绝缘性能和稳定的物理化学性能，氧化铝陶 瓷在电子工业中广泛应用于制造电子元件、电子器件封装 、集成电路基片等。
其他领域
氧化铝陶瓷还广泛应用于化工、石油、纺织等领域的耐腐 蚀、耐磨损部件，以及作为高温炉管、高温发热元件等。
02
氧化铝陶瓷的生产工艺
原料选择与处理
原料选择
选择高纯度、高结晶度的氧化铝 粉体作为主要原料，以确保陶瓷 的性能和品质。
VS
拓展应用领域
利用多功能氧化铝陶瓷的特点，开发其在 新能源、生物医学、环保等领域的应用， 满足社会发展的多样化需求。
感谢观看
THANKS
后处理
进行表面处理、涂层、金属化等后处理，以提高氧化铝陶瓷的耐腐蚀性、导电性 等性能。
03
氧化铝陶瓷的性能优化
添加物对性能的影响Leabharlann 010203
96氧化铝陶瓷技术标准
96氧化铝陶瓷技术标准
主要涉及到氧化铝陶瓷的纯度、性能、制造工艺等方面。
以下是一些关于96氧化铝陶瓷的技术标准：
1. 氧化铝含量：96氧化铝陶瓷的主要成分是氧化铝（Al2O3），其含量在95%以上。
高纯度的氧化铝保证了陶瓷的绝缘性能、导热性能和耐磨性能。
2. 物理性能：96氧化铝陶瓷具有较高的硬度（HRA 85-90）、抗折强度、抗冲击性能等。
此外，氧化铝陶瓷具有良好的热稳定性，可在高温环境下使用。
3. 制造工艺：96氧化铝陶瓷采用高温烧结工艺制成。
在生产过程中，严格控制烧结温度、保温时间等参数，以确保产品质量的稳定性。
4. 尺寸公差：96氧化铝陶瓷的尺寸公差需符合相关标准要求，如厚度、长度、宽度等尺寸参数。
5. 表面质量：96氧化铝陶瓷基板表面应光滑、整洁，无明显划痕、污渍等缺陷。
6. 绝缘性能：96氧化铝陶瓷具有优异的绝缘性能，可用于高压、高频等电气设备中。
7. 导热性能：96氧化铝陶瓷具有较高的导热率，可作为散热材料应用于各种电子器件。
8. 应用领域：96氧化铝陶瓷广泛应用于航空、医疗、电子、电器、电源、电焊机、机械、纺织、化纤、石油、医药等各个领域。
只有符合这些技术标准的96氧化铝陶瓷产品，才能保证其在应用领域的稳定性能和可靠性。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷1.氧化铝陶瓷：氧化铝陶瓷又称刚玉瓷，一般以α-A1203为主晶相。
按照A1203含量和添加剂的不同，有不同系列。
如按照A1203含量不同可分为75瓷，85瓷，95瓷，99瓷等;按照其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷;按照添加剂的不同又分为铬刚玉、钛刚玉等。
Al203陶瓷是耐火氧化物中化学性质最稳固、机械强度最高的一种;A1203陶瓷与大多数熔融金属不发生反映，只有Mg, Ca,Zr 和Ti在必然温度以上对其有还原作用;热的硫酸能溶解A1203，热的HCl, HF对其也有必然侵蚀作用;A1203陶瓷的蒸汽压和分解压都是最小的。
由于A1203陶瓷优良的化学稳固性，可普遍地用于耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套，输送酸的管道内衬和阀门等。
氧化铝的含量高于95%的Al203陶瓷具有优良的电绝缘性能和较低的介质损耗等特点，因此在电子、电器方面有十分广漠的应用领域。
A1203陶瓷的高硬度和耐磨性在机械领域取得了普遍应用。
如制造纺织耐磨零件、刀具。
各类发动机中还大量利用A1203陶瓷火花塞。
透明Al203陶瓷对于可见光和红外线有良好的透过性，同时具有高温强度高、耐热性好、耐侵蚀性强等特点。
可用于制造高压钠灯灯管、红外检测窗口材料等。
氧化铝陶瓷制作工艺：氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属侵蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。
其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐侵蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部份滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。
氧化铝陶瓷的缺点-概念解析以及定义
氧化铝陶瓷的缺点-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氧化铝陶瓷是一种重要的工业材料，具有优良的化学稳定性、高硬度和耐磨性，以及优异的绝缘性能。
它被广泛应用于电子、医疗、化工、机械等领域。
然而，尽管氧化铝陶瓷具有诸多优点，但也存在着一些不足之处。
本文将重点探讨氧化铝陶瓷的缺点，以期帮助读者更全面地了解这一材料。
编写文章1.1 概述部分的内容文章结构部分内容如下：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将介绍氧化铝陶瓷的概述、文章的结构和写作的目的。
正文部分将分为氧化铝陶瓷的优点、氧化铝陶瓷的缺点和氧化铝陶瓷的应用领域三个部分，详细探讨氧化铝陶瓷的相关特性和应用情况。
结论部分将对氧化铝陶瓷的特点进行总结，展望氧化铝陶瓷的未来发展，并给出结论性的观点。
整个文章结构严谨，层次清晰，内容丰富，旨在全面了解氧化铝陶瓷的优缺点及其应用情况。
1.3 目的本文旨在探讨氧化铝陶瓷在工业生产和实际应用中存在的一些缺点。
通过对氧化铝陶瓷的缺点进行分析和总结，我们可以更全面地了解该材料的特性，并为未来在材料研究和工程应用中的改进提供一定的参考和指导。
同时，本文也旨在引起人们对氧化铝陶瓷材料的重视，促进氧化铝陶瓷在工业生产和其他领域的更加广泛的应用和发展。
2.正文2.1 氧化铝陶瓷的优点氧化铝陶瓷作为一种常见的工业材料，在许多方面都具有优异的性能，其优点主要包括以下几个方面：1. 耐高温性能：氧化铝陶瓷具有优异的耐高温性能，可以在高温环境下保持稳定的物理和化学性质。
这使得氧化铝陶瓷在高温工艺和耐火材料领域有着广泛的应用。
2. 耐磨损性能：由于氧化铝陶瓷具有高硬度和优异的耐磨损性能，因此被广泛用于制造耐磨零件，如轴承、瓦刀和研磨介质等。
3. 良好的化学稳定性：氧化铝陶瓷在常见的酸碱介质中具有良好的化学稳定性，不易受腐蚀，因此被广泛应用于化工和医药领域。
4. 绝缘性能：氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性能，能够有效阻止电流的传导，因此常被用于制造绝缘零件和电子器件的外壳。
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所有杂质的含量为ppm级
粉料的要求
2．超细
越细工艺性能越好，成型时可增加它的流动性、可塑性， 保证它的光洁度、均匀性和机械强度，烧结时粒度越细就 越能减低烧结温度，缩短保温时间。 平均粒度 离心沉降法 - 法国BAIKOWSKI
粒度分布 光子相关光谱法 Photo correlation spectroscopy（PCS） 激光衍射法粒度分析仪（Laser diffraction） 形态 比表面 透射电子显微镜 吸附法 (BET，N2，Ar)
料浆的制备
添加剂作用 1. 添加剂与烧结相形成液相，如压电陶瓷，95氧化铝瓷 2. 添加剂与烧结相形成固溶体，如烧结MgO时加入Al2O3 3. 添加剂使界面移动变慢或停止，它在初期晶粒长大几乎 不起阻止作用，当瓷体密度达0.95以后，它使界面运动停止 或减慢，使气泡能在界面上扩散而消失，得到致密的瓷体， 如透明Al2O3瓷 4. 添加剂可阻止多晶转变，如ZrO2中加CaO可防止开裂
光源技术课程
氧化铝陶瓷
王振钢 研发中心
2015.03.05
培训内容 陶瓷在光源中的应用
PCA的生产工艺和成形方法
氧化铝粉的制造工艺和检测方法
料浆的制备和产品的烧结
陶瓷的性能 陶瓷的研究方法 陶瓷和金属的封结
陶瓷的概念
传统陶瓷 餐具，瓷砖，陶器，卫生洁具等 技术陶瓷，如：Al2O3, MgO, ZrO, SiC, TiN, Si3N4, AlN 等氧化物、碳化物、氮化物，它有着广泛的性能和 应用 它隶属于无机非金属材料 - 陶瓷、玻璃、人工晶体 优点： 有特殊的性能：像硬度高，强度好，电阻性能高（离子 晶体和共价晶体中没有自由电子），持久性好，耐高温 及抗腐蚀性 ,此上特点都是由它的晶体结构所决定 缺点：脆性和热震性能不够好，且远低于理论强度， 可用微裂纹理论说明
等静压法 NGK-HPS，国内大多数企业
PCA的成型方法
制浆料
喷雾干燥
等静压
切割
高温烧结
素烧
装塞
PCA的成型方法
注浆法
特点：
素坯密度较低 不连续生产 可做简单异型产品 投资低
注浆法
PCA的成型方法
混料
注浆
脱模
高温烧结
素烧
切割
PCA的成型方法
注浆法制异性陶瓷管示意图 ToTo
PCA的成型方法
粉料的要求
3．活性
活性对烧结是非常重要的，它有利于达到材料的高密度。 它需要特殊的粉料形态，但它的活性应能得到控制，否则 只会起到相反作用。 如法国粉料氧化铝粉CR6和CR30的活性不一样，但同样能制 造成相同的氧化铝陶瓷管，主要靠工艺上的控制。
粉料的性能不但对工艺过程有很大影响，而且对最终
行业标准
8
行业标准
9
粉料的分析
松装密度(Bulk Density) 容积称重法
敲实密度（Tap Density)
用人工或仪器对装粉料的容器进行敲击，测定其体积， 计算与松装密度的相对值
氧化铝粉的生产工艺
PCA使用的Al2O3粉大都是通过培烧铵明矾获得的。
AlNH4(SO4)2.24H2O -> Al2O3 + NH3 + SOx
5. 添加剂扩大了烧结范围
料浆的制备
粘结剂 增加素坯强度 分散剂 在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加， 提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力，使浆料中团聚体分 散开来及防止它们再次团聚 其他 有的可以防止浆料絮凝，如A-15，有的可以增加润滑性 能等，如聚乙二醇。
陶瓷的烧结
料浆的制备和产品的烧结
陶瓷的性能
陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
料浆的制备
挤压法 制面团-氧化铝粉加甲基纤维素，水和添加剂，揉合成 塑性的面团 制成适合挤压的柱状-香肠 醒面团-在适宜的温度下静置一段时间
料浆的制备
等静压法 制浆-球磨法，高速搅拌法
造粒 喷雾干燥
培训内容 陶瓷在光源中的应用 PCA的生产工艺和成形方法 氧化铝粉的制造工艺和检验方法 料浆的制备和烧结
陶瓷的性能
陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
粉料的要求
粉料的要求
Al2O3 粉的主要性能
1．高纯度 - 即使它的杂质含量很低，也会产生许多不 希望的影响。如变色（Fe2O3），不规则的晶粒生长（ SiO2），杂质还会在晶界上富集（析晶），如CaO等
上海田高的生产工艺 γ －氧化铝粉生产流程
脱水 重结晶 硫酸铝铵
分解
无水 硫酸铝铵
γ－氧化铝
N 分级使用
BET 分析
Y 送转相
氧化铝粉的生产工艺
上海田高的生产工艺
在1000 ºC时我们首先得到体积庞大的γ -Al2O3粉
比表面约125 m 2 /g，密度0.15 g/cm 3，粒径0.02 um 在1200 - 1400 ºC 转换成 α - Al2O3 比表面为6 m 2 /g-30 m 2 /g 松装密度为0.4 g/cm 3左右
用硫酸铝铵分解法制备氧化铝粉可分成三个工艺流 程（国内有些公司把后两个工序合并）： 1. 硫酸铝铵 2. γ －氧化铝粉
3. α - 氧化铝粉
氧化铝粉的生产工艺
上海田高的生产工艺-硫酸铝铵生产流程
氨水 去离子水
金属铝 硫酸铝 硫酸 送分解
硫酸铝铵
重结晶 硫酸铝铵 N Y 杂质分析
氧化铝粉的生产工艺
失蜡（为低熔点聚合物）浇注法-NGK
PCA的成型方法
吹铸法（Blowing） 挤压法重新成型(Reshaping extruded tube)
PCA的成型方法
注模法 Injection moulding
PCA的成型方法
两片结合方法
PCA的成型方法
两片结合方法
PCA的成型方法
热压注法
特点：
- 素坯密度较低 - 循环连续生产
由两部分组成-素烧和高烧（固相烧结） 素烧的目的有三个
1．去除粘结剂，将添加剂Mg盐或其他盐类转换成氧化物
2．增加机械强度，有利于素坯的加工 3．预收缩及固定装配件（塞子定位） 素烧在空气或通氧状态中进行，温度大约1200 ºC，在此 温度下，晶粒已开始长大，坯体开始收缩。
高纯氧化铝化学分析方法 氧化钠含量 的测定 火焰原子吸收光谱法 高纯氧化铝化学分析方法 三氧化二铁 含量的测定 甲基异丁酮萃取邻二氮杂 菲光度法 高纯氧化铝化学分析方法 二氧化硅含 量的测定 正戊醇萃取钼蓝光度法
行业标准
6
7
YS/T 629.42007
YS/T 629.32007 YS/T 629.22007 YS/T 629.12007
氧化铝粉生产工艺
广州金凯新材料有限公司 金属铝水解成氢氧化铝
氢氧化铝提纯
氢氧化铝煅烧（隧道窑） 气流粉碎 问题： 平均颗粒大，1.6u左右
据金凯周总说比表面要做大较难，目前只有6-8M2/g，现有 一个小组在开发适合CDM使用的氧化铝粉。
培训内容 陶瓷在光源中的应用 PCA的生产工艺和成形方法 氧化铝粉的制造工艺和检测方法
喷雾干燥是将加压的氧化铝粉浆料喷射入热气流中，液 滴瞬时干燥而形成蘑菇状的颗粒，使粉料具有流动性和 可压缩性。 浆料的含固量，喷枪的孔径，系统的压力会影响颗粒的 大小和分布。
喷雾干燥器的进出口温度及压差会影响粉料的含水量及 细粉量。
料浆的制备
40X
200X
料浆的制备 浇注法 料浆要测三个度 1. 粘度-即浆料的流动性，它与原粉的物理性能有关，也与 混料和球磨的工艺有关，水和分散剂能对它进行调节，混 料时间对它也有一定作用。当然浆料的含固量对它的影响 很大。 2. 酸度-它与粉料的烧成有关，也与加入的添加剂有关，如 分散剂一般为碱性（含NH3） 3. 温度-在浇注法生产陶瓷管工艺中，它会与浇注时间、脱 模、管壁厚度等有关，由控制室温来达到。 环境湿度 由于是靠石膏模来吸附浆料中水分的，环境湿度对浇注的 影响非常大
氧化铝粉的制造工艺和检测方法 料浆的制备和产品的烧结 陶瓷的性能 陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
PCA的生产工艺
由于氧化铝陶瓷熔化温度高（2040 ºC ），无软化温度 范围，它不能用熔化及吹制的方法来成型。 它采用如下基本步骤： 1. 混料 – 加入添加剂，粘结剂及其它有利于成型的化学 品，如分散剂，消泡剂，润滑剂等
PCA的成型方法 热等静压法（HIP）
将预先成型（可用浇注法或其他方法）的坯体装入金属 或玻璃包套（模具）内，放入高压缸，缸内装有加热炉 和隔热屏，高压缸密封后打入高压氩气（7002000kg/cm2），将气体加热到所需的热压温度（10001500度），这种高压气体从各个方面均匀地作用在预成 型件的表面，一面压缩一面烧结，从而得到接近理论密 度，且晶粒细小而均匀的高质量产品，这是其他成型方 法难以实现的。
高密度挤压法
PCA的成型方法
混料
揉面团
做香肠
挤压
高温烧结
素烧
切割和装塞
高密度挤压法制造CDM陶瓷管（飞利浦、Osram-Syluania）
PCA的成型方法
PCA的成型方法
5片法的衍生-三片法，两片法
PCA的成型方法
连续等静压法
特点： 素坯密度中上等（视压力大小） 可循环连续生产 对管径与长度比有限制 中等投资
2. 成型及预致密化 - 挤压、等静压、浇注、注模、吹铸 、热压注、热等静压（包括固相烧结）等
3. 固相烧结 - 在真空、氢气、氧气或其他还原性气氛中
PCA的成型方法
高密度挤压法
特点：
- 素坯密度高（与其它成型方法及低密度挤压法相比）因此有 利于透明度的提高 - 可连续生产，粉料利用率高 - 转换规格方便（5分钟） - 可做细管径 - 投资高
粉料的要求
2．超细
越细工艺性能越好，成型时可增加它的流动性、可塑性， 保证它的光洁度、均匀性和机械强度，烧结时粒度越细就 越能减低烧结温度，缩短保温时间。 平均粒度 离心沉降法 - 法国BAIKOWSKI
粒度分布 光子相关光谱法 Photo correlation spectroscopy（PCS） 激光衍射法粒度分析仪（Laser diffraction） 形态 比表面 透射电子显微镜 吸附法 (BET，N2，Ar)
料浆的制备
添加剂作用 1. 添加剂与烧结相形成液相，如压电陶瓷，95氧化铝瓷 2. 添加剂与烧结相形成固溶体，如烧结MgO时加入Al2O3 3. 添加剂使界面移动变慢或停止，它在初期晶粒长大几乎 不起阻止作用，当瓷体密度达0.95以后，它使界面运动停止 或减慢，使气泡能在界面上扩散而消失，得到致密的瓷体， 如透明Al2O3瓷 4. 添加剂可阻止多晶转变，如ZrO2中加CaO可防止开裂
光源技术课程
氧化铝陶瓷
王振钢 研发中心
2015.03.05
培训内容 陶瓷在光源中的应用
PCA的生产工艺和成形方法
氧化铝粉的制造工艺和检测方法
料浆的制备和产品的烧结
陶瓷的性能 陶瓷的研究方法 陶瓷和金属的封结
陶瓷的概念
传统陶瓷 餐具，瓷砖，陶器，卫生洁具等 技术陶瓷，如：Al2O3, MgO, ZrO, SiC, TiN, Si3N4, AlN 等氧化物、碳化物、氮化物，它有着广泛的性能和 应用 它隶属于无机非金属材料 - 陶瓷、玻璃、人工晶体 优点： 有特殊的性能：像硬度高，强度好，电阻性能高（离子 晶体和共价晶体中没有自由电子），持久性好，耐高温 及抗腐蚀性 ,此上特点都是由它的晶体结构所决定 缺点：脆性和热震性能不够好，且远低于理论强度， 可用微裂纹理论说明
等静压法 NGK-HPS，国内大多数企业
PCA的成型方法
制浆料
喷雾干燥
等静压
切割
高温烧结
素烧
装塞
PCA的成型方法
注浆法
特点：
素坯密度较低 不连续生产 可做简单异型产品 投资低
注浆法
PCA的成型方法
混料
注浆
脱模
高温烧结
素烧
切割
PCA的成型方法
注浆法制异性陶瓷管示意图 ToTo
PCA的成型方法
粉料的要求
3．活性
活性对烧结是非常重要的，它有利于达到材料的高密度。 它需要特殊的粉料形态，但它的活性应能得到控制，否则 只会起到相反作用。 如法国粉料氧化铝粉CR6和CR30的活性不一样，但同样能制 造成相同的氧化铝陶瓷管，主要靠工艺上的控制。
粉料的性能不但对工艺过程有很大影响，而且对最终
行业标准
8
行业标准
9
粉料的分析
松装密度(Bulk Density) 容积称重法
敲实密度（Tap Density)
用人工或仪器对装粉料的容器进行敲击，测定其体积， 计算与松装密度的相对值
氧化铝粉的生产工艺
PCA使用的Al2O3粉大都是通过培烧铵明矾获得的。
AlNH4(SO4)2.24H2O -> Al2O3 + NH3 + SOx
5. 添加剂扩大了烧结范围
料浆的制备
粘结剂 增加素坯强度 分散剂 在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加， 提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力，使浆料中团聚体分 散开来及防止它们再次团聚 其他 有的可以防止浆料絮凝，如A-15，有的可以增加润滑性 能等，如聚乙二醇。
陶瓷的烧结
料浆的制备和产品的烧结
陶瓷的性能
陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
料浆的制备
挤压法 制面团-氧化铝粉加甲基纤维素，水和添加剂，揉合成 塑性的面团 制成适合挤压的柱状-香肠 醒面团-在适宜的温度下静置一段时间
料浆的制备
等静压法 制浆-球磨法，高速搅拌法
造粒 喷雾干燥
培训内容 陶瓷在光源中的应用 PCA的生产工艺和成形方法 氧化铝粉的制造工艺和检验方法 料浆的制备和烧结
陶瓷的性能
陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
粉料的要求
粉料的要求
Al2O3 粉的主要性能
1．高纯度 - 即使它的杂质含量很低，也会产生许多不 希望的影响。如变色（Fe2O3），不规则的晶粒生长（ SiO2），杂质还会在晶界上富集（析晶），如CaO等
上海田高的生产工艺 γ －氧化铝粉生产流程
脱水 重结晶 硫酸铝铵
分解
无水 硫酸铝铵
γ－氧化铝
N 分级使用
BET 分析
Y 送转相
氧化铝粉的生产工艺
上海田高的生产工艺
在1000 ºC时我们首先得到体积庞大的γ -Al2O3粉
比表面约125 m 2 /g，密度0.15 g/cm 3，粒径0.02 um 在1200 - 1400 ºC 转换成 α - Al2O3 比表面为6 m 2 /g-30 m 2 /g 松装密度为0.4 g/cm 3左右
用硫酸铝铵分解法制备氧化铝粉可分成三个工艺流 程（国内有些公司把后两个工序合并）： 1. 硫酸铝铵 2. γ －氧化铝粉
3. α - 氧化铝粉
氧化铝粉的生产工艺
上海田高的生产工艺-硫酸铝铵生产流程
氨水 去离子水
金属铝 硫酸铝 硫酸 送分解
硫酸铝铵
重结晶 硫酸铝铵 N Y 杂质分析
氧化铝粉的生产工艺
失蜡（为低熔点聚合物）浇注法-NGK
PCA的成型方法
吹铸法（Blowing） 挤压法重新成型(Reshaping extruded tube)
PCA的成型方法
注模法 Injection moulding
PCA的成型方法
两片结合方法
PCA的成型方法
两片结合方法
PCA的成型方法
热压注法
特点：
- 素坯密度较低 - 循环连续生产
由两部分组成-素烧和高烧（固相烧结） 素烧的目的有三个
1．去除粘结剂，将添加剂Mg盐或其他盐类转换成氧化物
2．增加机械强度，有利于素坯的加工 3．预收缩及固定装配件（塞子定位） 素烧在空气或通氧状态中进行，温度大约1200 ºC，在此 温度下，晶粒已开始长大，坯体开始收缩。
高纯氧化铝化学分析方法 氧化钠含量 的测定 火焰原子吸收光谱法 高纯氧化铝化学分析方法 三氧化二铁 含量的测定 甲基异丁酮萃取邻二氮杂 菲光度法 高纯氧化铝化学分析方法 二氧化硅含 量的测定 正戊醇萃取钼蓝光度法
行业标准
6
7
YS/T 629.42007
YS/T 629.32007 YS/T 629.22007 YS/T 629.12007
氧化铝粉生产工艺
广州金凯新材料有限公司 金属铝水解成氢氧化铝
氢氧化铝提纯
氢氧化铝煅烧（隧道窑） 气流粉碎 问题： 平均颗粒大，1.6u左右
据金凯周总说比表面要做大较难，目前只有6-8M2/g，现有 一个小组在开发适合CDM使用的氧化铝粉。
培训内容 陶瓷在光源中的应用 PCA的生产工艺和成形方法 氧化铝粉的制造工艺和检测方法
喷雾干燥是将加压的氧化铝粉浆料喷射入热气流中，液 滴瞬时干燥而形成蘑菇状的颗粒，使粉料具有流动性和 可压缩性。 浆料的含固量，喷枪的孔径，系统的压力会影响颗粒的 大小和分布。
喷雾干燥器的进出口温度及压差会影响粉料的含水量及 细粉量。
料浆的制备
40X
200X
料浆的制备 浇注法 料浆要测三个度 1. 粘度-即浆料的流动性，它与原粉的物理性能有关，也与 混料和球磨的工艺有关，水和分散剂能对它进行调节，混 料时间对它也有一定作用。当然浆料的含固量对它的影响 很大。 2. 酸度-它与粉料的烧成有关，也与加入的添加剂有关，如 分散剂一般为碱性（含NH3） 3. 温度-在浇注法生产陶瓷管工艺中，它会与浇注时间、脱 模、管壁厚度等有关，由控制室温来达到。 环境湿度 由于是靠石膏模来吸附浆料中水分的，环境湿度对浇注的 影响非常大
氧化铝粉的制造工艺和检测方法 料浆的制备和产品的烧结 陶瓷的性能 陶瓷的研究方法
陶瓷和金属的封结
PCA的生产工艺
由于氧化铝陶瓷熔化温度高（2040 ºC ），无软化温度 范围，它不能用熔化及吹制的方法来成型。 它采用如下基本步骤： 1. 混料 – 加入添加剂，粘结剂及其它有利于成型的化学 品，如分散剂，消泡剂，润滑剂等
PCA的成型方法 热等静压法（HIP）
将预先成型（可用浇注法或其他方法）的坯体装入金属 或玻璃包套（模具）内，放入高压缸，缸内装有加热炉 和隔热屏，高压缸密封后打入高压氩气（7002000kg/cm2），将气体加热到所需的热压温度（10001500度），这种高压气体从各个方面均匀地作用在预成 型件的表面，一面压缩一面烧结，从而得到接近理论密 度，且晶粒细小而均匀的高质量产品，这是其他成型方 法难以实现的。
高密度挤压法
PCA的成型方法
混料
揉面团
做香肠
挤压
高温烧结
素烧
切割和装塞
高密度挤压法制造CDM陶瓷管（飞利浦、Osram-Syluania）
PCA的成型方法
PCA的成型方法
5片法的衍生-三片法，两片法
PCA的成型方法
连续等静压法
特点： 素坯密度中上等（视压力大小） 可循环连续生产 对管径与长度比有限制 中等投资
2. 成型及预致密化 - 挤压、等静压、浇注、注模、吹铸 、热压注、热等静压（包括固相烧结）等
3. 固相烧结 - 在真空、氢气、氧气或其他还原性气氛中
PCA的成型方法
高密度挤压法
特点：
- 素坯密度高（与其它成型方法及低密度挤压法相比）因此有 利于透明度的提高 - 可连续生产，粉料利用率高 - 转换规格方便（5分钟） - 可做细管径 - 投资高