96氧化铝陶瓷烧结温度

文章编号:1671-3559(2007)01-0017-03收稿日期:2006-10-30基金项目:山东省自然科学基金(Y2006F5);济南市科技明星计划(50119)作者简介:史国普(1981-),男,内蒙古商都人,硕士生;王 志(1962-),山东莱西人,博士,教授,硕士生导师。

低温烧结氧化铝陶瓷史国普,王 志,侯宪钦,孙 翔,俎全高,徐秋红(济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022)摘 要:选用CaO-MgO-SiO 2(CMS)和TiO 2两种添加剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。

通过设计正交试验讨论烧结助剂和烧结温度对氧化铝陶瓷的相对密度的影响规律,并用扫描电子显微镜观察了不同配方氧化铝陶瓷的显微结构。

结果发现:C MS 质量分数为6%、TiO 2质量分数为1%、烧结温度为1500e 时氧化铝陶瓷的相对密度98.71%。

同时晶体发育比较均匀,没有出现晶体的异常长大和二次再结晶现象。

关键词:Al 2O 3陶瓷;相对密度;添加剂;晶体中图分类号:T B321文献标识码:A氧化铝陶瓷熔点高,硬度高,且有优良的热稳定性和化学稳定性,是优异的工程陶瓷材料之一。

但其离子键较强,从而导致其质点扩散系数低(Al 3+在1700e 时扩散系数仅10-11c m 2#s -1)、烧结温度较高。

例如99氧化铝陶瓷的烧结温度可高达近1800e 。

如此高的烧结温度将促使晶粒长大,残余气孔聚集长大,导致材料力学性能降低,同时也造成材料气密性差,且对窑炉耐火砖的损害较大。

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。

对于陶瓷材料而言,一般采用两种途径来降低其烧结温度[1]:一是通过获得超细颗粒、无团聚、以及分散均匀的良好烧结活性的粉体来达到降低烧结温度的目的;二是添加适量的烧结助剂,以达到促进材料致密化并且在低温烧结的目的。

实验名称：氧化铝陶瓷的制备结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定的结合剂，根据合适的配比混合后，选择适当的成型方法，制成坯体。

坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。

坯体经烧结后，宏观上的反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。

实验目的：1.选用氧化铝粉体，通过干法成型，制备氧化铝陶瓷。

2.选用合适的烧结助剂，促进氧化铝陶瓷的烧结，加深对陶瓷烧结的理解。

3.熟悉陶瓷常用物理性能的测试方法实验原理：氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱动力为粉体具有较高的表面能。

但纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低的温度下完成烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧结。

本实验中，采用向氧化铝粉体中加入适量的二氧化硅粉体以促进烧结，而达到氧化铝陶瓷烧结的目的。

实验仪器：天平、烧杯、压力机、模具、游标卡尺、电炉等实验步骤：1.配料。

将氧化铝、二氧化硅粉体按97：3的比例混合均匀，并外加入5%的水起结合作用。

2.制样。

称取适量混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。

并量尺寸，计算生坯的体积密度。

3.干燥。

将成型好的生坯充分干燥。

4.烧结。

将干燥后的生坯置于电炉内，在1500℃的条件下保温3小时。

5.检测。

测量烧后试样的尺寸，计算其体积密度。

计算烧结前后线变化率。

氧化铝陶瓷的制备实验报告1.实验目的2.实验仪器3.实验数据记录及数据处理起始物料的配比；结合剂的加入量；烧结前后试样的体积密度及质量变化；烧结前后的线变化率。

4.思考题：1）助烧剂的作用机理是什么？2）常用体积密度的测试方法有哪几种？。

各类氧化物陶瓷烧结体积变化点一、概述氧化物陶瓷作为一种重要的结构材料，其烧结性能一直备受关注。

体积变化是认识氧化物陶瓷烧结行为的重要指标之一。

本文将对各类氧化物陶瓷在烧结过程中的体积变化点进行探讨。

二、硅酸盐陶瓷烧结体积变化点1. 石英陶瓷石英陶瓷在烧结过程中，通常在1200°C左右出现大小约0.2的体积收缩。

在1300°C左右会再次出现约0.5的体积收缩。

在1400°C以上，石英陶瓷的体积基本上稳定。

2. 镁铝硅酸盐陶瓷镁铝硅酸盐陶瓷在1000°C左右会出现约1的体积收缩。

在1100°C左右再度出现体积收缩，范围在0.5-1之间。

在1200°C以上，镁铝硅酸盐陶瓷的体积基本上保持稳定。

三、氧化物陶瓷烧结体积变化点1. 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷在1200°C左右会出现0.5-1的体积收缩。

在高温下，氧化铝陶瓷的体积基本上稳定，收缩的幅度不大。

2. 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷在1300°C左右会出现约0.5的体积收缩。

在1400°C以上，氧化锆陶瓷的体积基本上保持稳定。

四、复合氧化物陶瓷烧结体积变化点1. 氧化锆复合氧化钙陶瓷氧化锆复合氧化钙陶瓷在1300°C左右会出现约0.5的体积收缩。

在1400°C以上，氧化锆复合氧化钙陶瓷的体积基本上保持稳定。

2. 氧化锆复合氧化铝陶瓷氧化锆复合氧化铝陶瓷在1300°C左右会出现约1的体积收缩。

在1400°C以上，氧化锆复合氧化铝陶瓷的体积基本上保持稳定。

五、结论在烧结过程中，不同类型的氧化物陶瓷都会出现一定程度的体积收缩。

通过了解各类氧化物陶瓷在烧结过程中的体积变化点，可以更加深入地了解其烧结行为，为优化烧结工艺提供重要依据。

值得注意的是，以上数据仅供参考，实际应用中仍需根据具体情况进行调整。

希望本文对氧化物陶瓷烧结体积变化点的研究能够为相关领域的科研工作提供一定帮助。

氧化锆粉和氧化铝粉是目前制备高性能陶瓷材料中常用的原料，它们具有优良的耐高温、耐腐蚀和机械强度等特性，因此在航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用。

而通过烧结工艺将氧化锆粉和氧化铝粉制成的陶瓷制品，其烧结温度是影响陶瓷制品性能的重要因素之一。

在陶瓷烧结过程中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度不仅决定了陶瓷制品的致密度、强度和晶粒尺寸等性能，还直接影响了烧结工艺的成本和效率。

科研工作者和生产厂家一直致力于寻找最佳的氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度，以满足不同工作条件下的需求。

在实际生产中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度是根据具体的配方和烧结工艺来确定的，下面我们将结合实验数据，深入探讨氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度。

1. 影响氧化锆粉和氧化铝粉烧结温度的因素在烧结工艺中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度受到多种因素的影响。

其中主要包括原料的性质、压制工艺、烧结气氛和烧结时间等因素。

1.1 原料的性质氧化锆粉和氧化铝粉的颗粒大小、形状、晶型和纯度等性质会直接影响其烧结温度。

一般来说，颗粒尺寸较小、形状较规则的氧化锆粉和氧化铝粉在烧结过程中更容易形成致密的结构，从而降低烧结温度。

1.2 压制工艺在烧结工艺中，通过改变氧化锆粉和氧化铝粉的压制工艺，可以调整烧结温度。

一般而言，采用高压制度工艺，如等静压烧结和冷等静压烧结，可以降低烧结温度。

1.3 烧结气氛选择合适的烧结气氛也对氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度有着重要影响。

在还原气氛下进行烧结，可以降低烧结温度，促进烧结过程中氧化物的还原反应，形成致密的结构。

1.4 烧结时间烧结时间对烧结温度也有一定影响。

一般情况下，延长烧结时间可以降低烧结温度，使氧化锆粉和氧化铝粉更充分地发生烧结反应，提高陶瓷制品的致密度和强度。

2. 实验数据分析针对氧化锆粉和氧化铝粉的不同性质和烧结工艺条件，我们进行了大量的实验研究，得到了丰富的实验数据。

通过对这些数据的分析，我们可以将氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度进行初步归纳。

氧化铝陶瓷低温常压烧结张全贺051002131摘要：氧化铝陶瓷材料以其优良的性能及较低的制造成本，被广泛应用于国民经济各部门。

随着科学技术的发展，特别是电子、能源、空间技术、汽车工业的发展，对材料的要求越来越苛刻，因此对高纯氧化铝陶瓷尤其是更高纯度的高性能氧化铝陶瓷需求量大为增加。

本课题围绕制各A1203含量>99．8wt％的高纯氧化铝陶瓷进行研究，通过原科粉体预处理工艺、烧结助剂添加工艺、成型优化工艺，从而实现常压下低温烧结高纯高致密氧化铝陶瓷。

本课题中获得的低温烧结试样具有较好的显微结构和较高的机械性能。

原料粉预处理工艺是一种新的氧化铝粉体解团聚方法，具有工艺简单、成本消耗低、粉体处理效果显著的特点，对于粉体解团聚处理工艺的技术进步有一定的促进意义。

在烧结助剂的研究中，本课题MgO为基本考察助剂，Y203、La203、Nd20s、纳米A1203为复合添加助剂，通过相关的选择实验，研究了以上烧结助剂在14500C、1550。

(2、16500C对～203含I>99．8wt％的商纯氧化铝陶瓷的烧结体密度的作用规律。

这一研究的结果，为高纯氧化铝陶瓷的制各提供重要参考数据。

通过高纯超细氧化铝粉料的凝胶浇注成型工艺的研究，优化高纯超细氧化铝粉体的凝胶浇注成型参数，获得了高质量的凝胶浇注成型试样。

以获得的生坯为研究对象，通过对真空烧结工艺参数的分析和工艺试验，在150012温度下，实现了高纯氧化铝陶瓷的低温致密烧结；获得的高纯高致密氧化铝陶瓷密度可达3．979／cm3；烧结体平均晶粒尺寸3～4um；抗弯强度(三点)可达500MPa以上；表面显微硬度可达18．5GPa以上。

关键词：氧化铝陶瓷预处理凝胶成型低温烧结纯1 引言氧化铝陶瓷是指以高纯AI2O3粉末为主要原料，经各种陶瓷工艺制成的晶相晶粒尺寸小于6um并以刚玉为主晶相的氧化铝陶瓷材料，其具有高熔点、高硬度机械性能好、耐蚀、绝缘等优良特性刚玉是自然界中的一种极硬材料，莫氏硬度为9，仅次干金刚石。

氧化铝陶瓷的烧结工艺
氧化铝陶瓷的烧结工艺是指将氧化铝粉末经过加热处理使其颗粒之间形成结合，形成致密的陶瓷产品。

以下是一般的氧化铝陶瓷烧结工艺流程：
1. 原料准备：选择高纯度的氧化铝粉末作为原料，并根据产品要求加入适量的助烧剂和粘结剂。

2. 粉末制备：将原料粉末进行粉碎和混合，确保粉末颗粒的均匀分布。

3. 成型：将混合好的粉末通过压块机或注塑成型机进行成型，使其成为所需形状的陶瓷坯体。

4. 预烧：将成型后的陶瓷坯体进行预烧处理，通常在低温下进行，以去除一部分气体和挥发物，同时增强坯体的力学强度。

5. 烧结：将预烧后的陶瓷坯体进行高温烧结处理，通过控制温度、压力和烧结时间等参数，使粉末颗粒相互结合，形成致密的陶瓷体。

6. 表面处理：烧结后的陶瓷体可以通过机械加工、磨光、抛光等方法对其表面进行处理，以获得平滑的表面。

7. 检测：对成品进行质量检测，包括外观、尺寸、物理性能等方面的检测，确
保产品符合要求。

8. 包装：将合格的陶瓷产品进行包装，以便运输和储存。

以上是一般的氧化铝陶瓷烧结工艺流程，具体的烧结参数和工艺可以根据产品要求和生产设备的不同进行调整。

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。

aln陶瓷的烧结温度
ALN陶瓷的烧结温度：
ALN陶瓷是一种性能优异的高温结构陶瓷材料，具有高熔点、高硬度、高热
导率、耐高温、耐腐蚀等优良特性。

烧结是ALN陶瓷制备过程中至关重要的一步，烧结温度直接影响到陶瓷的致密度、硬度和热导率等性能。

一般来说，ALN陶瓷的烧结温度通常在1800℃以上。

烧结温度的选择是一个
复杂的工艺参数，需要考虑到陶瓷粉末的颗粒大小、形状、成分、添加剂等因素。

在烧结过程中，温度的升降速度也是至关重要的，过快或过慢都会影响到烧结效果。

在烧结过程中，陶瓷颗粒会因为高温而熔化，颗粒之间会发生结合，从而形成
致密的陶瓷结构。

烧结温度越高，烧结时间越短，陶瓷的致密度和硬度会更高，热导率也会更好。

但是烧结温度过高也会导致陶瓷晶粒长大过快，影响陶瓷的性能。

因此，在制备ALN陶瓷时，烧结温度的选择需要在充分考虑各种因素的基础
上进行。

一般来说，烧结温度在1800℃-2000℃之间比较适合，能够保证陶瓷的性
能得到较好的发挥。

在实际生产中，需要根据具体的陶瓷材料和工艺要求，进行烧结温度的调整，以获得最佳的烧结效果和性能表现。

安徽工业大学毕业设计实验综述论文题目：氧化铝低温烧结方法综述学院：材料学院专业：无机133班姓名：杨硕学号：139024199指导教师：二○一六年四月日氧化铝低温烧结方法综述摘要：本文就氧化铝低温烧结的研究成果做出大概的总结。

详细分析降低氧化铝烧结温度的三种主要手段（即：①加入烧结助剂；②烧结工艺；③提高氧化铝粉体活性）来具体讨论了氧化铝陶瓷低温烧结机制。

再根据之前实验提出的各种方法提出自己的实验方案，以达到对烧结温度的最大降低。

关键词：复合烧结助剂，溶胶凝胶法，液相烧结，CuO— TiO2。

氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主要原料，以刚玉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、冶金和航天等行业，成为目前世界上用量最大的特种陶瓷材料之一。

然而，但其离子键较强，从而导致其质点扩散系数低、烧结温度较高。

（例如99氧化铝陶瓷的烧结温度可高达近1800℃)。

如此高的烧结温度将促使晶粒长大，残余气孔聚集长大，导致材料力学性能降低，同时也造成材料气密性差，且对窑炉耐火砖的损害较大。

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。

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再进行总结延伸。

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。

《硅灰石、氧化铝、钛酸钙等陶瓷材料制备》实验报告---------------氧化铝陶瓷的微波烧结1、引言1.1氧化铝陶瓷材料的结构、性能及应用背景1.11氧化铝陶瓷材料的结构氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，氧化铝含量一般在75~99.9%之间，通常习惯以氧化铝的含量来分类。

氧化铝的含量在75%左右称为“75瓷”，含量在85%左右称作“85瓷”，含量在99%左右称作“99瓷”。

含量在99%以上的称作刚玉瓷或纯刚玉瓷。

氧化铝有α（刚玉型）、β、γ、δ等11种变体，其中主要是α、γ两种晶型，而且只有一种热力学稳定相，即α氧化铝。

而β氧化铝是含碱的铝酸盐(R2O·11Al2O3或RO·6Al2O3)。

它们的结构各不相同。

1.12氧化铝陶瓷材料的性能及应用背景（1）机械强度高：氧化铝烧结后的抗弯强度可达250MPa,热压产品可达500MPa。

氧化铝的成分愈纯，强度愈高。

强度在高温下可维持到900℃。

利用氧化铝陶瓷的这一性质可以制成装置瓷和其他机械构件。

（2）电阻率高，电绝缘性好：氧化铝的常温电阻率约为1015Ω·cm，绝缘强度15Kv/mm，利用其绝缘性和强度可制成各种基板、管座、火花塞和电路外壳等（3）硬度高：莫氏硬度为9，加上优良的抗磨损性，所以广泛地用以制造刀具、磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。

用A12O3陶瓷刀具加工汽车发动机和飞机零件时，可以以高的切削速度获得高的精度。

（4）熔点高，抗腐蚀：氧化铝的熔点为2050℃，能较好地抵抗一些熔融金属的侵蚀，可用作耐火材料、炉管，热电偶保护套等。

（5）化学稳定性好：许多复合的硫化物、磷化物、砷化物、碘化物、氧化物以及硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸不与A12O3作用。

因此A12O3可制备人体关节、人工骨等生物陶瓷材料。

（6）光学特性：氧化铝陶瓷可以制成用于高压纳灯的透明陶瓷灯管。

透明氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃，能在1600℃的环境里不受钠蒸气的腐蚀，而且可以通过95％的光线。