氧化铝陶瓷介绍
- 格式:doc
- 大小:39.50 KB
- 文档页数:8
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主要成分的陶瓷材料,其含量通常在92%以上。
这种材料具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点,因此在工业上被广泛应用。
首先,我们来了解一下氧化铝陶瓷的基本成分。
氧化铝陶瓷是由氧化铝粉末制成的,其中还可能含有一些其他杂质,如二氧化硅、氧化钙等。
这些杂质的存在可能会影响陶瓷的性能,因此需要严格控制其含量。
其次,我们来了解一下氧化铝陶瓷的制备过程。
制备氧化铝陶瓷通常需要经过以下几个步骤:配料、混合、成型、烧结。
在配料阶段,需要根据要求配制一定比例的氧化铝粉末和水;在混合阶段,需要将粉末和水混合均匀,以确保陶瓷的均匀性;在成型阶段,需要将混合好的材料制成所需的形状;在烧结阶段,需要将成型好的陶瓷在高温下烧结,以去除多余的杂质和水分,并使陶瓷晶体结构发生变化,形成坚硬的晶体结构。
那么,如何检测氧化铝陶瓷的含量呢?通常采用化学分析法来进行检测。
这种方法需要将样品溶解在酸中,通过化学反应和滴定等方法来测定其中的氧化铝含量。
通过这种方法,我们可以准确地了解氧化铝陶瓷的成分和含量,以确保其符合标准要求。
总之,氧化铝陶瓷的含量是其基本属性之一,直接影响着其性能和应用范围。
通过严格的制备过程和化学分析方法,我们可以确保氧化铝陶瓷的含量符合标准要求,从而保证其性能和使用效果。
因此,在选择和使用氧化铝陶瓷时,我们应该关注其含量和品质,以确保其符合使用要求和安全标准。
99氧化铝陶瓷是一种高纯度、高硬度的材料,具有高熔点、高沸点、化学稳定性好等特点。
其参数主要包括以下几项:1. 化学成分:氧化铝陶瓷的主要成分是α-Al2O3,此外,还含有少量的硅酸盐、氯离子等杂质。
2. 密度:氧化铝陶瓷的密度约为3.9-4.0g/cm3,不同生产工艺下密度会有所不同。
3. 莫氏硬度:氧化铝陶瓷的莫氏硬度约为9,仅次于金刚石,具有很高的耐磨性。
4. 显微结构:氧化铝陶瓷的显微结构可以分为隐晶质和微晶结构,其中微晶结构又可以分为等轴状和板状。
5. 机械强度:氧化铝陶瓷的机械强度很高,可以高达300MPa以上。
6. 热学性能:氧化铝陶瓷的热导率较低,约为5.8W/(m·K),但在高温下热导率会有所增加。
氧化铝陶瓷的线膨胀系数较小,约为4×10^-6/℃,在高温下也很稳定。
7. 使用温度:氧化铝陶瓷可以在高达1600℃的高温下使用,具有良好的耐高温性能。
在制备过程中,制备工艺和配方对氧化铝陶瓷的性能影响很大。
其中,烧结工艺包括一次高温烧结和二次烧结。
一次高温烧结是通过一定的保温时间来促进晶粒生长,二次烧结是对已生成相进行优化处理,以提高材料的致密度和减小气孔率。
通过这些工艺,可以制备出性能优良的氧化铝陶瓷材料。
在应用方面,氧化铝陶瓷具有高硬度、高强度、耐腐蚀、抗氧化等特点,被广泛应用于机械、电子、通信、医疗等领域。
特别是在电子领域,氧化铝陶瓷作为电子基材,可以制作出高频、高温、高压、高绝缘等特殊电子元件,是制作高频绝缘电阻器、微波绝缘材料、半导体器件的外壳、谐振器、滤波器等不可缺少的材料。
同时,氧化铝陶瓷也广泛应用于军工、航天航空等领域。
需要注意的是,氧化铝陶瓷是一种脆性材料,在应用时需要注意避免过度冲击和弯曲。
此外,氧化铝陶瓷的生产和应用过程中要注意环保和安全问题,遵守相关规定和标准。
总之,99氧化铝陶瓷是一种具有优良性能的材料,其参数和制备工艺都很重要,需要综合考虑才能获得性能优良的产品。
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。
氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷是现代工业中应用较为广泛的特种陶瓷材料,它们具有优异的性能,被广泛用于高温、高压、耐磨、绝缘、耐腐蚀等领域。
下面将对这三种陶瓷材料进行介绍和比较。
一、氧化铝陶瓷1.1 氧化铝陶瓷概述氧化铝陶瓷是由氧化铝粉末制成,在高温下烧结而成的一种陶瓷材料。
它具有高硬度、耐磨、高温稳定性、化学稳定性等优点,被广泛用于制造工具、轴承、夹具、瓷砖等领域。
1.2 氧化铝陶瓷的特性氧化铝陶瓷具有以下特性:(1)高硬度:氧化铝陶瓷的硬度接近于金刚石,具有优异的耐磨性。
(2)高温稳定性:氧化铝陶瓷在高温下仍能保持稳定的物理和化学特性。
(3)化学稳定性:氧化铝陶瓷具有良好的耐腐蚀性,不易受化学腐蚀。
(4)绝缘性能:氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性能,被广泛用于电子元件等领域。
1.3 氧化铝陶瓷的应用氧化铝陶瓷被广泛用于制造高速切削工具、陶瓷轴承、导热陶瓷、电子元件等领域。
因其优异的性能,在航空航天、制造业、电子领域有着重要的应用价值。
二、氧化锆陶瓷2.1 氧化锆陶瓷概述氧化锆陶瓷是以氧化锆粉末为主要原料,经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等特点,被广泛用于医疗器械、航空航天及其他领域。
2.2 氧化锆陶瓷的特性氧化锆陶瓷具有以下特性:(1)高强度:氧化锆陶瓷的抗弯强度和抗压强度较高。
(2)高韧性:氧化锆陶瓷在高强度的同时具有较高的韧性,不易发生断裂。
(3)耐磨性:氧化锆陶瓷表面光滑,耐磨性能优秀。
(4)耐腐蚀性:氧化锆陶瓷具有良好的耐腐蚀性,不易受化学物质的侵蚀。
2.3 氧化锆陶瓷的应用氧化锆陶瓷被广泛用于医疗器械、航空航天、化工设备等领域。
其在人工关节、瓷牙、高温热电偶等方面有着重要的应用。
三、氮化硅陶瓷3.1 氮化硅陶瓷概述氮化硅陶瓷是以氮化硅粉末为主要原料,经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高热导率等特点,被广泛用于机械制造、光学工业等领域。
95氧化铝陶瓷密度
【原创实用版】
目录
1.95 氧化铝陶瓷概述
2.95 氧化铝陶瓷的密度
3.95 氧化铝陶瓷的应用领域
正文
一、95 氧化铝陶瓷概述
95 氧化铝陶瓷,顾名思义,是指主要由氧化铝(Al2O3)组成的陶瓷材料,其中氧化铝的含量高达 95%。
这种陶瓷具有很多优异的性能,如高硬度、高熔点、高热稳定性、高化学稳定性等,因此在众多领域都有广泛的应用。
二、95 氧化铝陶瓷的密度
95 氧化铝陶瓷的密度是指单位体积内该陶瓷的质量。
由于氧化铝的密度约为 3.95 g/cm,因此95氧化铝陶瓷的密度也接近这个值,大约在3.90-3.95 g/cm之间。
需要注意的是,陶瓷密度的测量方法和样品制备条件等因素可能会影响最终的测量结果。
三、95 氧化铝陶瓷的应用领域
由于 95 氧化铝陶瓷具有很多优异的性能,因此被广泛应用于以下领域:
1.电子行业:95 氧化铝陶瓷具有较高的热导率和热稳定性,可用于制造电子元器件,如晶体管、电容器等。
2.航空航天:95 氧化铝陶瓷的高熔点、高硬度和低热膨胀系数使其成为航空航天领域的理想材料,可用于制造喷气发动机、涡轮叶片等部件。
3.化工行业:95 氧化铝陶瓷具有优异的化学稳定性,可用于制造化工设备,如泵、阀门、管道等。
4.医疗领域:95 氧化铝陶瓷的高硬度和化学稳定性使其成为制造医疗器械的理想材料,如牙科修复材料、人工关节等。
5.耐磨部件:95 氧化铝陶瓷的高硬度使其在磨损环境中具有优越的性能,可用于制造耐磨部件,如轴承、齿轮等。
总之,95 氧化铝陶瓷凭借其优异的性能在众多领域发挥着重要作用。
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。
氧化铝陶瓷的主要成分1.引言氧化铝陶瓷是一种具有广泛应用的高级工程陶瓷材料,用于各种工业、冶金、电子、化学等领域。
氧化铝陶瓷是一种纯度高、强度高、硬度高、耐腐蚀性好的陶瓷,可以替代不锈钢、钛合金、钨合金等耐磨材料,具有良好的绝缘性、热稳定性和机械性能。
2.氧化铝陶瓷的主要成分氧化铝陶瓷的主要成分是氧化铝(Al2O3),它是一种白色晶体粉末,无毒、无味、无色,具有良好的化学稳定性和热稳定性。
氧化铝是一种高温稳定的材料,在高温下也可以保持其强度和硬度,这使得它在高温环境中具有重要的应用价值。
氧化铝通常是通过原料氧化铝粉末在高温下烧结而成的。
烧结过程中原料粉末会经历多次升温和冷却阶段,最终形成氧化铝陶瓷坯体,其密度可以达到98%以上。
此外,为了改善氧化铝陶瓷的性能和加工工艺,常常在材料中添加其他元素和化合物。
例如,在氧化铝中添加稳定剂和强化剂可以提高其强度和硬度;添加其他氧化物和氧化物组合可以调整其导电性和抗腐蚀性。
3.氧化铝陶瓷的性能氧化铝陶瓷材料具有以下主要性能:1)高强度:氧化铝陶瓷具有较高的强度和硬度,可以轻松地处理搅拌、混合、干燥等粉末处理过程中产生的摩擦和冲击。
2)良好的抗腐蚀性:氧化铝陶瓷在高温和酸碱环境中具有优异的稳定性和抗腐蚀能力。
3)高温稳定性:氧化铝陶瓷具有较高的熔点和高温稳定性,在高温环境中保持其强度和硬度。
4)优良的绝缘性能:氧化铝陶瓷材料的绝缘性能优良,具有优秀的介电常数和耐电击性。
5)高化学惰性:氧化铝陶瓷材料的化学惰性高,可以经受多种有害化学物质的侵蚀,是一种非常稳定的高级工程陶瓷。
4.应用领域氧化铝陶瓷在多个领域应用广泛,主要应用领域包括以下几个方面:1)机械制造领域:氧化铝陶瓷常常用于制造机械零件和设备零部件,如轴承、轮轴、紫外线灯等,可以大大提高设备的使用寿命和稳定性。
2)电子领域:由于氧化铝陶瓷具有优异的绝缘性和高频特性,因此在电子器件中广泛应用,如陶瓷电容器、微波电路、电子绝缘板等。
氧化铝陶瓷介绍来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15氧化铝陶瓷制作工艺简介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、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。
其制作工艺如下:一粉体制备:将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。
粉体粒度在1μm?微米?以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。
采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,?一般为重量比在10—30%的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在150—200℃温度下均匀混合,以利于成型操作。
采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。
若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。
此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂PVA。
欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。
近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。
喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。
颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。
二成型方法:氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。
近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。
不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。
摘其常用成型介绍:1干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。
成型方法有单轴向或双向。
压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方式。
压机最大压力为200Mpa。
产量每分钟可达15~50件。
由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差异时压制件高度不同。
而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。
因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。
充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。
粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获最大自由流动效果,取得最好压力成型效果。
2注浆成型法:注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。
由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。
注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。
通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒注入石膏模内。
由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。
空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。
为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。
氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。
此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂,目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。
三烧成技术:将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。
烧结即将坯体内颗粒间空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合,形成新的物质的方法。
烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。
除了常压烧结?即无压烧结?外,还有热压烧结及热等静压烧结等。
连续热压烧结虽然提高产量,但设备和模具费用太高,此外由于属轴向受热,制品长度受到限制。
热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质,具有各向均匀受热之优点,很适合形状复杂制品的烧结。
由于结构均匀,材料性能比冷压烧结提高30~50%。
比一般热压烧结提高10~15%。
因此,目前一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。
此外,微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。
四精加工与封装工序:有些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后,尚需进行精加工。
如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样,以增加润滑性。
由于氧化铝陶瓷材料硬度较高,需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。
如SiC、B4C或金刚钻等。
通常采用由粗到细磨料逐级磨削,最终表面抛光。
一般可采用<1μm?微米?的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。
此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。
有些氧化铝陶瓷零件需与其它材料作封装处理。
氧化铝陶瓷的低温烧结技术氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主要原料,以刚玉(α—Al2O3)为主晶相的陶瓷材料。
因其具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能,以及原料来源广、价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势,氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业,成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
然而,由于氧化铝熔点高达2050℃,导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高(参见表一中标准烧结温度),从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具,这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。
因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度,降低能耗,缩短烧成周期,减少窑炉和窑具损耗,从而降低生产成本,一直是企业所关心和急需解决的重要课题。
目前,对氧化铝陶瓷低温烧结技术的研究工作已很广泛和深入,从75瓷到99瓷都有系统的研究,业已取得显著成效。
表一是已实现的各类氧化铝陶瓷低温烧结情况。
表中低温烧结氧化铝陶瓷的各项机电性能均达到了相应瓷种的国家标准,甚至中铝瓷在某些技术标准上超过高铝瓷的国标,如中科院上海硅酸盐研究所研制的1360℃烧成的85瓷,其抗弯强度超过99%Al2O3陶瓷的国标,各项电性能都优于95%Al2O3瓷的国标;Al2O3含量分别为90%和95%的低温烧结陶瓷,其机电性能都优于95瓷及99瓷的国标。
纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术,归纳起来,主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施,下面分别加以概述。
一、通过提高Al2O3粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。
与块状物相比,粉体具有很大的比表面积,这是外界对粉体做功的结果。
利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能,部分将作为表面能而贮存在粉体中,此外,在粉体的制备过程中,又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷,使晶格活化。
由于这些原因,粉体具有较高的表面自由能。
粉体的这种表面能是其烧结的内在动力。
因此,Al2O3粉体的颗粒越细,活化程度越高,粉体就越容易烧结,烧结温度越低。
在氧化铝瓷低温烧结技术中,使用高活性易烧结Al2O3粉体作原料是重要的手段之一,因而粉体制备技术成为陶瓷低温烧结技术中一个基础环节。
目前,制备超细活化易烧结Al2O3粉体的方法分为二大类,一类是机械法,另一类是化学法。
机械法是用机械外力作用使Al2O3粉体颗粒细化,常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。
通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积,尽管是有效的,但有一定限度,通常只能使粉料的平均粒径小至1μm左右或更细一点,而且有粒径分布范围较宽,容易带入杂质的缺点。
近年来,采用湿化学法制造超细高纯Al2O3粉体发展较快,其中较为成熟的是溶胶—凝胶法。
由于溶胶高度稳定,因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中,通过进一步脱水形成均匀的凝胶(无定形体),再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。
目前此法大致有以下3种工艺流程。
(1)形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。
(2)含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体。
(3)含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉体。
湿化学法制备的Al2O3粉体粒径可达到纳米级,粒径分布范围窄,化学纯度高,晶体缺陷多。
因此化学法粉体的表面能与活性比机械法粉体要高得多。
采用这种超细Al2O3粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷的烧结温度(可降150℃—300℃),而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。
表二是日本住友化学有限公司生产的易烧结Al2O3粉料理化指标。
此外,有专家推荐以下三种超细Al2O3粉体制备方法,仅供参考:(1)将(NH4)SO4Al2(SO4)3·2H2O与(MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O混合、加热到1200℃分解,可获得含有MgO的纯度为99%、粒度为02~05μm的α—Al2O3超细粉料。
(2)将无水二醋酸铝加热到1200℃保温3小时以上,可获得粒度小于05μm的α—Al2O3超细粉体。
(3)铁筒钢球,湿磨数百小时,浆料加热酸洗除铁,浮选,反复多次,可制取粒度03—05μm的α—Al2O3超细粉料。
二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中Al2O3的含量来决定,Al2O3含量越高,瓷料的烧结温度越高,除此之外,还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。
比如,在Al2O3含量相当时,CaO-Al2O3-SiO2系Al2O3瓷料比MgO-Al2O3-SiO2系瓷料的烧结温度低,对于我国目前大量生产的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统瓷料而言,为使其具有较低的烧结温度与良好性能,应控制其SiO2/CaO处于16~06之内,MgO含量不超过熔剂类氧化物总量的1/3,同时,在配方中引入少量的La2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta2O3等氧化物能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。
因此,在保证瓷体满足产品使用目的和技术要求的前提下,我们可以通过配方设计,选择合理的瓷料系统,加入适当的助烧添加剂,使氧化铝陶瓷的烧结温度尽可能降低。
目前配方设计中所加入的各种添加剂,根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同,可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。