氧化铝陶瓷与金属连接的研究现状
- 格式:pdf
- 大小:505.12 KB
- 文档页数:7
第18卷第3期2008年6月 粉末冶金工业POWDER METALL URG Y IN D USTR Y Vol.18No.3J une 2008收稿日期:2007-10-17基金项目:江西省自然科学基金资助项目(550015)作者简介:何柏林(1962-),男(汉),河南安阳人,教授,硕士生导师,研究方向:结构可靠性,表面强化,复合材料的研究。
金属间化合物/Al 2O 3陶瓷基复合材料的研究进展何柏林,熊光耀,缪燕平(华东交通大学机电工程学院,江西 南昌 330013)摘 要:Al 2O 3陶瓷的脆性本质极大的限制了其使用范围。
在提高氧化铝陶瓷韧性的研究中,利用金属间化合物作为第二相来增韧氧化铝陶瓷已成为研究热点之一。
本文从金属间化合物的基本性质出发,综述了金属间化合物/Al 2O 3陶瓷基复合材料的最新进展,在此基础上总结了增韧机理,并提出了今后的发展方向。
关键词:金属间化合物;Al 2O 3陶瓷;复合材料;增韧机理中图分类号:G63318;TF12514 文献标识码:A 文章编号:1006-6543(2008)03-0031-05PRO GRESS IN IN TERM ETALL ICS/Al 2O 3CERAM ICS BASED COM POSITESHE Bo 2lin ,XIONG G u ang 2yao ,MIAO Yan 2ping(School of Mechanical &Electrical Engineering ,East China Jiaotong University ,Nanchang 330013,China )Abstract :The brittleness of alumina ceramic material limit s t he application of t he material re 2markably 1U sing intermetallics as t he secondary p hase is o ne of t he hot topics in t he field of toughening Al 2O 3ceramics 1Progress in Intermetallics/Al 2O 3ceramics based compo sites is re 2viewed 1Toughening mechanisms are summarized ,and t he develop ment tendency is also pres 2ented 1K ey w ords :intermetallics ;Al 2O 3Ceramics ;Composites ;toughening mechanism 氧化铝陶瓷具有耐高温、高耐磨、耐腐蚀、抗氧化等一系列的优异性能,目前已广泛用于许多高新技术领域,但是其陶瓷材料的脆性本质在很大程度上限制了它的发展和应用。
陶瓷与金属的连接技术1. 引言陶瓷和金属是两种不同性质的材料,它们在物理、化学和力学特性上存在明显差异。
由于这种差异,将陶瓷与金属进行有效连接是一个具有挑战性的任务。
然而,随着科技的发展和工程需求的增加,陶瓷与金属之间的连接技术变得越来越重要。
本文将介绍几种常见的陶瓷与金属连接技术,并对其优缺点进行探讨。
2. 黏结剂连接黏结剂连接是一种常见且简单的方法,用于将陶瓷与金属材料连接在一起。
该方法通过使用黏合剂或粘合剂来实现连接。
黏结剂可以是有机或无机材料,如环氧树脂、聚酰亚胺等。
2.1 优点•黏结剂连接方法简单易行。
•可以实现大面积接触。
•黏结剂具有一定的柔韧性,可以缓解因材料差异而引起的应力集中问题。
2.2 缺点•黏结剂连接的强度受到黏结剂本身性能的限制。
•黏结剂可能会受到温度、湿度等环境因素的影响而失效。
•黏结剂连接需要进行精确的表面处理和涂覆工作,增加了制造成本和复杂度。
3. 焊接连接焊接是一种常用的金属连接技术,它也可以用于将陶瓷与金属材料连接在一起。
在焊接过程中,通过加热和冷却来实现材料之间的结合。
3.1 激光焊接激光焊接是一种高能量密度焊接方法,适用于陶瓷与金属之间的连接。
激光束可以在非常短的时间内加热材料,从而实现快速焊接。
3.1.1 优点•激光焊接可以实现高强度连接。
•焊接区域小,对周围区域影响小。
•可以实现高精度、无损伤的焊接。
3.1.2 缺点•激光设备昂贵且操作复杂。
•对材料表面质量要求较高。
•需要进行精确的焊接参数控制。
3.2 电子束焊接电子束焊接是一种利用高速电子束加热材料并实现连接的方法。
它可以在真空或低压环境下进行,适用于陶瓷与金属之间的连接。
3.2.1 优点•电子束焊接可以实现高强度连接。
•焊接区域小,对周围区域影响小。
•可以实现高精度、无损伤的焊接。
3.2.2 缺点•电子束设备昂贵且操作复杂。
•对材料表面质量要求较高。
•需要进行精确的焊接参数控制。
4. 氧化铝陶瓷与金属连接技术氧化铝陶瓷是一种常见的工程陶瓷材料,具有优异的耐磨、耐腐蚀和绝缘性能。
氧化铝陶瓷材料的研究进展自从人类掌握了冶金工艺,就开始了各种金属材料的应用研究,人们不断地发掘着新的金属材料,如今用于各种领域的合金已经非常普遍。
然而,金属材料也有其本身的局限性,如热膨胀系数大、抗氧化性差、重量大等等。
因此,在类似于高温、高压、高强度等严苛环境下的应用中,如冶金、航天、军工等领域,人们就开发了多种氧化铝陶瓷材料作为一种代替金属材料的类型。
氧化铝陶瓷材料是指以氧化铝或其化合物为主体,添加适量的其他原料(如质稳物,碳化物,氮化物等)制成的陶瓷材料。
由于氧化铝陶瓷材料拥有较高的抗氧化性、化学稳定性、热稳定性、机械性能和电性能,因此被广泛应用于陶瓷基复合材料、高温热电工程领域、模具制造、人造腰椎、陶瓷刀具等领域。
高温陶瓷材料是氧化铝陶瓷材料的主要产物之一。
这些材料的热膨胀系数较小,抗高温能力较强,热和电的导热性和绝缘性也很好。
这些理想属性意味着氧化铝陶瓷材料可以被广泛应用于各种极端条件下,如高温轴承、高温热电器件、太阳能电池等。
由于这些应用程序在极端条件下的使用,所以该类陶瓷必须具备极高的品质和可靠性。
氧化铝微细晶晶粒材料也是近年来广泛发展起来的一种氧化铝陶瓷材料。
由于它们具有高度分散的晶粒,所以它们的力学性能、光学性能和电子性能等都比传统氧化铝材料要优越。
在磁盘存储器和微机电系统中,这些材料可以用于制造小型悬臂梁、传感器和电子元器件等微型器件。
在多层陶瓷电容器和激光脉冲反射材料等方面,这些材料也已在市场上拥有了很好的地位。
此外,氧化铝陶瓷材料在模具制造领域也得到了广泛应用。
这些领域的氧化铝陶瓷材料拥有高度精密的密封性能和热稳定性能,而且还具有优异的机械性能和绝缘性能等。
这些特殊性能使得氧化铝陶瓷材料可以用于高精度模具制造领域。
根据相应的研究报告,氧化铝陶瓷材料的模具加工比传统材料更快、更高质量和更节省成本。
除此之外,由于其在模具制造工艺中的高度精密性能,氧化铝陶瓷材料还可以用于切削刀头、陶瓷刀具、化学阀门等高精密领域。
氧化铝陶瓷的发展现状
氧化铝陶瓷是一种具有强大机械性能、高耐磨性、耐腐蚀性等优
秀特性的先进陶瓷材料,其发展现状也备受人们关注。
目前,氧化铝陶瓷的生产工艺逐渐完善,新的制备方法不断涌现。
传统的制备方法包括球磨、离心压制、注塑成型等,近些年来,还发
展出了模压、挤压成型等高新技术制备工艺,这些新技术的应用使氧
化铝陶瓷的制备效率得到了显著提高。
此外,氧化铝陶瓷的应用领域也不断扩展。
以先进制造业为例,
氧化铝陶瓷在半导体设备、精密机床、模切刀具等领域均有着广泛的
应用。
在医疗行业,人工关节、耳鼻喉科器械正成为氧化铝陶瓷应用
的主力,而在能源领域,氧化铝陶瓷也在燃料电池、太阳能电池板等
方面得到了广泛应用。
随着氧化铝陶瓷的不断发展,其在质量控制、加工工艺、新型应
用等方面也需要持续进行研究和探索。
因此,相关行业应该加强合作,共同推动氧化铝陶瓷的研究进展,促进氧化铝陶瓷在更广泛领域应用
推广,为人们的工作和生活带来更多的便利和实惠。
随着现代科学技术的发展,陶瓷与金属异质材料的复合利用在航空航天、电子信息等领域具有广阔的应用前景。
但由于陶瓷与金属在热膨胀系数、热传导率、界面结合力等方面存在明显差异,直接焊接两种材料存在困难。
为实现陶瓷与金属的可靠连接,开展异种材料间的连接与界面控制技术研究具有重要意义。
陶瓷和金属之间存在显著的化学组成和原子排列结构的差异。
陶瓷主要由共价键和离子键组成,具有脆性断裂特点;而金属主要由金属键组成,可实现塑性变形。
陶瓷氧化铝的化学式为Al2O3,化学计量比为2:3;而金属铝的化学式为Al,不含氧原子,这两种完全不同的化学组成和结构导致陶瓷与金属间原子结合强度存在明显差异,直接焊接时,必须克服这种结构和组成差异,否则会导致连接强度不足。
陶瓷与金属之间在热物理性质上存在明显差异。
与金属相比,陶瓷具有较低的热导率、较小的热膨胀系数以及较慢的热应力释放速率。
具体来说,陶瓷材料的热导率通常在2030W/(m·K)左右,远低于金属材料的50400W/(m·K);陶瓷的线膨胀系数约为(48)×10-6/°C,也明显低于金属的(1124)×10-6/°C;此外,陶瓷回散时间常为金属材料的10~100倍。
这些特性使陶瓷与金属直接焊接时,界面处会产生大量热应力。
另外,陶瓷与金属在熔点、热容量、密度等参数上也存在显著差异,这增加了选择合适焊接工艺参数的难度[1]。
陶瓷表面具有高度的化学稳定性和惰性,很难与活性金属实现良好的湿润。
陶瓷基体材料SiC的接触角可高达140°,而金属基体NiCrAl的接触角仅为30°左右,两种材料存在巨大的界面自由能差异,这会导致活性金属钎料与陶瓷基体之间的结合力较差。
Shi等研究表明,陶瓷表面存在的氧化硅等氧化物会降低其对钎料的湿润性。
此外,陶瓷表面的粗糙度也会影响其湿润性。
Ra约为1.5μm的陶瓷表面接触角显著高于0.18μm的光滑表面。
多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术的研究的开题报告题目:多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术的研究一、研究背景随着工业化的不断发展,对材料的要求也越来越高。
其中,陶瓷金属化技术是一项非常重要的技术。
它可以使陶瓷材料具有金属的导电性、导热性和机械性能,从而扩大了陶瓷材料的应用范围和市场。
在陶瓷材料的金属化技术中,多层氧化铝陶瓷金属化技术具有重要的地位。
二、研究目的本论文的主要目的是研究多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术。
通过分析多层氧化铝陶瓷金属化技术的原理和特点,探究其在实际应用中的优缺点,并对其进行有效实现的工艺技术进行研究,为多层氧化铝陶瓷金属化技术的发展提供参考和指导。
三、研究内容1.多层氧化铝陶瓷金属化技术的基本原理和特点的分析;2.多层氧化铝陶瓷金属化技术在实际应用中的优缺点的评估;3.多层氧化铝陶瓷金属化技术的工艺技术研究,包括金属化剂的选择、金属化工艺参数的控制等;4.多层氧化铝陶瓷金属化技术的应用实例。
四、研究方法本论文采用文献资料法和实验研究法相结合的方法进行研究。
在理论研究方面,通过查阅相关文献资料,深入分析多层氧化铝陶瓷金属化技术的原理和特点。
在实验研究方面,通过设计实验进行多层氧化铝陶瓷的金属化工艺技术实现和应用实例的研究。
五、预期结果本论文预期将通过对多层氧化铝陶瓷金属化技术的研究,深入探究其在实际应用中的优缺点,为其在工业应用中的发展提供理论支持和技术指导。
同时,预计能够对多层氧化铝陶瓷的金属化工艺技术进行研究,提出一套可行的多层氧化铝陶瓷金属化工艺技术,为多层氧化铝陶瓷材料的金属化应用提供理论和实践支持。
氧化铝陶瓷的制备及其微观结构研究氧化铝陶瓷是一种种类非常广泛的陶瓷材料,其在工业、生活和科研领域都有着广泛应用。
本文将从氧化铝陶瓷的制备入手,探讨其微观结构以及研究现状。
一、氧化铝陶瓷的制备氧化铝陶瓷可以通过多种方法制备,其中最常见的是烧结法。
该方法是将氧化铝粉末与一定量的添加剂混合后,加入适量的有机粘结剂,成型后进行烘干,再经过高温烧结而制得。
此外,还有常压干燥成型法、等离子喷雾法和热压缩成型法等常见制备方法。
在制备过程中,添加剂对氧化铝陶瓷的性能有着重要的影响。
例如,二氧化硅、钙钛矿和氧化锆等添加剂可以提高氧化铝陶瓷的强度和硬度;钇和铈等稀土元素则可以改善其耐高温性能和化学稳定性。
此外,加入碳微粉、碳化硅或碳化硼等还可以提高氧化铝陶瓷的热导率等特性。
二、氧化铝陶瓷的微观结构氧化铝陶瓷具有非常丰富的微观结构,其中最常见的是晶粒和孔隙。
其晶粒大小范围从几纳米到数微米不等,而孔隙则可以分为宏孔、中孔和微孔三种类型。
其中,宏孔是指孔径大于100纳米的孔隙,中孔的孔径在2-50纳米之间,而微孔的孔径小于2纳米。
此外,在氧化铝陶瓷中还存在一些重要的微观结构,如晶界、颗粒界面和内部脆性缺陷等。
晶界是晶粒之间的界面,其中存在大量缺陷位错,会对氧化铝的力学性能有着重要的影响。
颗粒界面是由于颗粒之间聚集而形成的界面,其存在会影响氧化铝陶瓷的致密性和均匀性。
内部脆性缺陷包括裂纹、铸造缺陷和孪晶等,会弱化氧化铝陶瓷的力学性能和耐腐蚀性。
三、氧化铝陶瓷的研究现状目前,国内外学者们对氧化铝陶瓷的研究领域主要包括以下几个方面。
首先是陶瓷材料的稳定性和可靠性。
研究者们通过研究氧化铝陶瓷的微观结构、缺陷机制和加工成型方法等,探究其稳定性和可靠性。
例如,美国科罗拉多大学的研究人员说明,加入少量的氧化铟和氧化钇可以显著改进氧化铝陶瓷材料的稳定性和耐久性。
其次是制备方法和工艺研究。
科学家们对氧化铝陶瓷的制备方法进行研究,探索最优的制备工艺,寻找制备氧化铝陶瓷的新方法和新技术。
氧化铝陶瓷的发展现状氧化铝陶瓷是一种具有优良性能的陶瓷材料,具有高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀等特点。
它广泛应用于电子、化工、医疗、航空航天等领域,并且在不断发展和创新。
在电子领域,氧化铝陶瓷被广泛应用于电子组件的制造,如绝缘体、电路基板和高温电子元件。
由于其优异的绝缘性能和热导率,氧化铝陶瓷在高功率电子设备中扮演着重要的角色。
此外,氧化铝陶瓷还具有良好的耐腐蚀性,使其成为一种理想的电子材料。
在化工领域,氧化铝陶瓷被广泛应用于反应器、催化剂和过滤器等设备中。
由于其高硬度和耐腐蚀性,氧化铝陶瓷可以在恶劣的化学环境下长时间稳定工作,从而提高设备的使用寿命。
此外,氧化铝陶瓷还具有良好的热稳定性,能够在高温条件下保持稳定性能。
在医疗领域,氧化铝陶瓷被广泛应用于人工关节和牙科种植等领域。
由于其生物相容性和抗磨损性能,氧化铝陶瓷可以用于制造人工关节和种植体,以替代传统的金属材料。
此外,氧化铝陶瓷还具有良好的光学性能,可以用于制造牙冠和牙桥,提高牙齿的美观性和功能性。
在航空航天领域,氧化铝陶瓷被广泛应用于发动机和燃烧室等高温部件中。
由于其高熔点和良好的耐热性能,氧化铝陶瓷可以在高温、高压和高速气流环境下稳定工作,提高发动机的效率和可靠性。
此外,氧化铝陶瓷还具有良好的热障性能,可以用于制造发动机的热障涂层,减少热量传递和热应力。
尽管氧化铝陶瓷已经在众多领域得到了广泛应用,但仍存在一些挑战和限制。
例如,氧化铝陶瓷的加工难度较大,需要采用复杂的制备工艺。
此外,氧化铝陶瓷的价格相对较高,限制了其在一些大规模应用中的推广。
因此,未来的发展方向包括进一步提高氧化铝陶瓷的加工效率和降低成本,以及研发新的氧化铝陶瓷材料,以满足不同领域的需求。
高温氧化铝陶瓷材料的研究与制备技术随着科技的不断发展,高温氧化铝陶瓷材料在航空、航天、电子、石油、化工、医疗等领域有着广泛的应用。
例如,高温氧化铝陶瓷材料可用于制造超声波探伤器;在空间站建设中,能够代替传统的金属材料进行建设;在电子领域,高温氧化铝陶瓷材料的使用可提高电器元器件的性能。
因此,研究和制备高温氧化铝陶瓷材料已成为当前材料领域的重点。
一、高温氧化铝陶瓷的特性高温氧化铝陶瓷的主要成分是氧化铝,亦称为氧化铝陶瓷,具有以下特性:1.高强度:高温氧化铝陶瓷具有高度的结构和化学稳定性,能够承受高温和高压的环境,具有较高的机械强度和硬度。
2.抗腐蚀性:高温氧化铝陶瓷材料抗酸碱、腐蚀、摩擦、磨损等能力强,能够保持较长时间的机械性能。
3.导电性:高温氧化铝陶瓷可以通过对其进行短时高温处理提高导电性能,并在高温下稳定地工作。
4.良好的抗辐射性:高温氧化铝陶瓷具有良好的抗辐射性能,在核电站等高辐射环境下广泛应用。
二、高温氧化铝陶瓷材料的制备高温氧化铝陶瓷的制备主要通过烧结工艺实现。
烧结是指将粉末在高温下加热并压实以构成陶瓷体,其烧结程度是粉末在氧化铝的界面上碳化程度的反映。
高温氧化铝陶瓷材料的制备流程大致如下:1.原材料准备:主要原材料是氧化铝粉末。
氧化铝粉末的制备方式有溶胶-凝胶法、水热法、离子交换树脂法和氧化铝直接合成法等多种方法。
2.制粉和成型:将氧化铝粉末加入其他物质,如氧化镁、氧化锆、二氧化硅等,来改变其物理和化学性质,再进行制粉和成型。
成型的方式主要有压制、注塑和挤出等。
3.烧结:将成型好的陶瓷原件放入电炉加热,并在较高氧分压下进行烧结。
烧结过程包括热压缩烧结法、真空烧结法、等离子体烧结法、微波加热烧结法等。
4.加工和表面处理:高温氧化铝陶瓷材料需进行加工和表面处理,常用的加工方式有机械加工、化学加工和气化加工等。
三、高温氧化铝陶瓷材料的未来展望高温氧化铝陶瓷在各个领域的应用前景广阔。
未来,随着科技进步,必将在以下方面取得更多的进展:1.开发更多种类的高温氧化铝陶瓷材料。
氧化铝陶瓷与金属的自蔓延焊接近年来,随着先进制造技术的发展,氧化铝陶瓷与金属的焊接技术备受关注。
自蔓延焊接作为一种新型的焊接方法,具有高效、低成本、环保等优点,得到了广泛的研究和应用。
本文将从氧化铝陶瓷与金属的特性、自蔓延焊接原理、影响因素和应用前景等方面进行探讨。
一、氧化铝陶瓷与金属的特性氧化铝陶瓷具有高硬度、抗腐蚀、耐磨损等优良性能,广泛应用于航空航天、电子通讯、医疗器械等领域。
而金属材料具有导电、导热、可塑性好等特点,是工程制造中不可或缺的材料。
由于两者性质的差异,传统的焊接方法往往难以实现氧化铝陶瓷与金属的牢固连接,这就需要一种新的焊接技术来解决这一难题。
二、自蔓延焊接原理自蔓延焊接是一种燃烧合成技术,利用金属化合物在高温下与基体金属发生化学反应,形成金属间化合物,从而实现焊接的过程。
在自蔓延焊接过程中,金属化合物的传播速度快,能够在短时间内覆盖整个焊接界面,形成均匀、致密的连接。
这种焊接方法不需要外加压力和保护气氛,使得焊接过程更加简单和节能。
三、自蔓延焊接影响因素1. 温度:焊接温度是自蔓延焊接的重要参数,过高或过低的温度都会影响焊接质量,需要在一定的温度范围内进行控制。
2. 压力:焊接压力能够促进金属化合物在焊接界面上的扩散和扩展,对焊接质量有着重要的影响。
3. 化合物选择:合适的金属化合物能够提高焊接界面的反应活性和扩散速度,从而影响焊接质量。
四、自蔓延焊接在氧化铝陶瓷与金属的应用前景自蔓延焊接技术已经在航空航天、电子通讯、医疗器械等领域得到了广泛的应用。
在航空航天领域,氧化铝陶瓷与金属的连接是关键的技术难题,自蔓延焊接技术的出现填补了这一空白,为航空航天器件的制造提供了新的可能性。
在电子通讯领域,自蔓延焊接技术能够实现高频导电器件和射频微波器件的可靠连接,提高了器件的性能和稳定性。
在医疗器械领域,自蔓延焊接技术能够实现生物陶瓷与金属的高强度连接,为医疗器械的制造提供了更多的选择。
陶瓷金属化研究现状及发展趋势摘要:一直以来,在各种制造机械零件生产中应用的大都是金属材料,这种现象在汽车生产制造以及建筑结构工业体系中最为常见。
随着现代化技术不断发展和创新,金属材料的应用范围也在不断的扩大,从工业领域扩大到各种电子智能化工具领域。
由于金属材料很容易生锈和氧化,为了打破这些问题,陶瓷金属化研究已经成为当前一种全新的技术研究方向,可以使陶瓷和金属融合,有效打破金属材料的弊端。
本文主要围绕当前陶瓷金属化的研究现状展开,以预测未来陶瓷金属化的发展趋势。
关键词:陶瓷金属化;制造机械;研究现状;发展趋势引言:随着现代高科技技术不断发展,陶瓷金属化市场规模进一步扩大,尤其借助于薄膜工艺制备技术的陶瓷机板,已经被应用到很多领域中。
就连一些物联网下游的产业链中,与之相关的各种电子产品,都必然要使用陶瓷机板,进一步扩大了陶瓷金属化的发展需求。
由于陶瓷材料发展一直备受关注,人们在陶瓷金属化的研究领域从未停步。
在继续研究陶瓷金属化的过程中,需要针对当前研究现状,作出有效的预测,找到陶瓷金属化可持续发展的目标。
1陶瓷金属化研究现状分析1.1缺乏技术和新产品之间的有效转换从当前陶瓷市场的发展情况来看,可以应用于陶瓷制作的材料达到200多种,这些陶瓷产品被应用于2000多项产品的生产制造之中。
国内生产企业能够生产制作出性能比较良好的陶瓷材料,但是大部分陶瓷材料都是只停留在实验的样本阶段。
尤其在工程陶瓷具有耐高温以及高强度高硬度、高耐磨性等特点的情况下,能够很好的抗击腐蚀,因此时常被应用于宇航、能源、机械制造等多个领域中。
虽然在日常应用过程中,金属材料有很强的塑造性和韧性,但是在高温之下,金属材料所能产生的力学性能大大降低,这时需要通过陶瓷和金属的复合体,既能充分发挥台词材料的耐高温优势,又能融入金属材料的可塑性和韧性,以此满足现在与工程的应用需求。
不过,陶瓷材料和金属材料具有不同的化学键结构,陶瓷本身有一定的特殊物理策略性,很难实现与金属的有效融合链接。
氧化铝陶瓷的发展与应用一、本文概述氧化铝陶瓷,作为一种高性能的无机非金属材料,自问世以来,就在众多工业领域中发挥着至关重要的作用。
氧化铝陶瓷凭借其独特的物理和化学性质,如高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、低热膨胀系数和良好的绝缘性等,已被广泛应用于机械、电子、化工、航空、医疗等多个领域。
本文旨在对氧化铝陶瓷的发展历程进行系统的梳理,探讨其应用领域的变化和扩展,同时展望未来的发展趋势和挑战。
我们将从氧化铝陶瓷的制备工艺、性能特点、应用实例以及发展趋势等方面进行详细阐述,以期为相关领域的研究者和从业者提供有益的参考。
二、氧化铝陶瓷的发展历程氧化铝陶瓷的发展历程可谓源远流长,其起源可以追溯到20世纪初。
早期的氧化铝陶瓷由于制备技术的限制,其性能和应用领域相对有限。
然而,随着科学技术的进步,特别是陶瓷制备技术的不断创新和突破,氧化铝陶瓷的性能得到了极大的提升,应用领域也日渐广泛。
20世纪中期,氧化铝陶瓷的制备技术取得了重要突破,人们开始能够生产出高纯度、高致密度的氧化铝陶瓷材料。
这一时期的氧化铝陶瓷以其优异的耐磨、耐腐蚀和高温稳定性等特点,开始在工业领域得到应用,如用于制造耐磨零件、耐腐蚀管道等。
进入20世纪末期,氧化铝陶瓷的制备技术进一步成熟,人们开始探索其在更多领域的应用。
特别是在电子、航空航天等领域,氧化铝陶瓷因其高绝缘性、高热稳定性和高机械强度等特性,成为了不可替代的关键材料。
进入21世纪,随着纳米技术的兴起和发展,氧化铝陶瓷的制备技术再次取得了重大突破。
纳米氧化铝陶瓷的出现,极大地提升了氧化铝陶瓷的性能,使其在高温、高压、强腐蚀等极端环境下仍能保持良好的稳定性和可靠性。
因此,氧化铝陶瓷在能源、环保、医疗等领域的应用也越来越广泛。
氧化铝陶瓷的发展历程是一部不断突破和创新的历史。
从早期的简单应用到如今在多个领域的广泛应用,氧化铝陶瓷的性能和应用领域都得到了极大的拓展和提升。
随着科技的不断发展,相信氧化铝陶瓷在未来还将有更加广阔的应用前景。
2023年氧化铝陶瓷片行业市场分析现状氧化铝陶瓷片是一种高温、高硬度、耐磨、耐腐蚀和绝缘性能优异的陶瓷材料,广泛应用于电子、石油、化工、冶金等行业。
随着科技的不断进步和应用领域的拓展,氧化铝陶瓷片行业市场需求也在不断增长。
首先,电子行业是氧化铝陶瓷片的主要应用领域之一。
随着电子设备的迅速发展,对于材料性能的要求也越来越高。
氧化铝陶瓷片具有良好的绝缘性能和导热性能,可以应用于半导体材料、电子组件和电路板等领域。
特别是在高频、高压的情况下,氧化铝陶瓷片表现出良好的稳定性和可靠性,受到电子行业的青睐。
其次,石油和化工行业也是氧化铝陶瓷片的主要市场之一。
在石油和化工行业中,氧化铝陶瓷片常用于热交换器、催化剂载体和反应器等关键设备中。
氧化铝陶瓷片以其高温耐腐蚀性能和良好的稳定性,能够有效地应对各种恶劣的工作环境和化学介质,提高设备的使用寿命和运行效率。
另外,冶金行业也对氧化铝陶瓷片有较大需求。
冶金过程中,高温熔融物质对材料的腐蚀性较强,需要使用具有耐热、耐腐蚀性能的材料来抵御腐蚀。
氧化铝陶瓷片在冶金行业中主要应用于高温熔炼设备、炉窑衬里和传热设备等。
其耐高温、耐腐蚀的特性,使其成为冶金行业不可或缺的材料。
目前,国内氧化铝陶瓷片行业还面临一些挑战。
首先,技术水平相对较低,存在一些生产技术和设备落后的问题。
其次,产品质量和性能的稳定性还有待提高。
此外,行业竞争激烈,市场上存在一些价格倾销的情况,给正常的市场秩序造成一定影响。
然而,面对挑战,氧化铝陶瓷片行业也有很大的发展机遇。
随着电子、石油、化工和冶金等行业的快速发展,对氧化铝陶瓷片的需求会进一步增加。
另外,随着经济的提升和人们对生活品质要求的提高,对陶瓷产品的需求也会逐渐增加。
因此,氧化铝陶瓷片行业需要加强技术研发和产品创新,提高产品质量和性能,以满足市场需求。
总之,氧化铝陶瓷片行业市场前景广阔,具有良好的发展潜力。
在技术进步和市场需求的推动下,该行业有望取得长足发展,成为各行业中不可或缺的材料。
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据周健等Ⅲo对A1203一A1203以及A1203和HAP(羟基磷灰石)生物陶瓷进行了焊接,并借助电镜、电子探针分析了界面结合情况。
前者在2MPa、1300℃、保温15min时结合强度达到基体强度。
后者在2.5MPa、1200℃、保温15min左右将两类材料焊接在一起。
蔡杰等¨引采用1’E103型谐振腔分别在1300和1400℃对A1203一A1203进行焊接,认为在1300℃焊接时,虽经长时间保温,焊接效果不理想,在1400℃、保温20min,焊缝消失。
如上所述,氧化铝陶瓷一般采用直接焊接,对于高纯度氧化铝陶瓷一般采用低纯氧化铝或玻璃做中间层,目前也有人用溶胶凝胶方法制备的氧化铝做中间层。
目前微波焊接腔体的微波场的均匀区域还不大,改进微波场的分布,提高加热均匀区域,可以提高材料的焊接尺寸。
同时增加焊接材料的种类。
7激光焊接激光焊接陶瓷是近年来发展的新技术,Mittweida公司开发了双束激光焊接陶瓷方法,其原理见图9。
图9双束激光焊接示意图¨引Fig.9Skd【chofdoublelaserweldiIlg采用高能束激光焊方法,可快速加热和冷却,配以氮气筛的冷却和温度场调节,诱导和改善复合材料增强相和基体界面反应,而提高接头强度。
采用脉冲输入方式,可抑制界面反应,细化组织,减少缺陷,获得良好接头,在操作时对激光功率控制非常重要啪J。
用该法焊接的Al:O,陶瓷试样,激光焊接区细晶粒均匀,在电子显微镜下,可以看到晶粒呈片瓦结构,防止了裂纹的产生和扩展。
经100次反复加热和冷却后,试样的弯曲强度无明显下降。
8结语随着Al,O,陶瓷的广泛应用,其连接技术已成为世界各国集中研究的重点,其中钎焊与扩散连接是最常用的连接方法,但都有其局限性。
例如:用钎焊方法形成的陶瓷接头的高温性能和抗氧化性能较差;钎焊的界面反应机理现在还处于试验阶段,缺乏系统性和理论性。
扩散连接虽然可以减小界面缺陷,并适合大尺寸构件的接合,但易发生试件的变形和损伤等。
近来新发展的微波连接能很好地实现接头处均匀连接,避免了开裂的发生,而且由于升温速度极快,陶瓷内部的晶粒不会剧烈长大。
而sHs焊接和激光焊接还处于起步阶段,有待于发展。
参考文献1王颖.AJ:0,陶瓷与Kover合金钎焊工艺研究.哈尔滨工业大学硕士论文,2006:l一502Ham咖dJP,DB“dSA,SameUaMLB阳zingo既帅icid船tom吨IlsatlowteⅡ聊舶hlr酷.WeldJ,1992;(5):145—1493赵永清.利用化学镀实现A120,陶瓷与金属的连接.焊接技术,1999;(2):16—174顾小龙,王大勇,王颖.Al:0,陶瓷/AgCuT∥可伐合金钎焊接头力学性能.材料科学与艺,2007;15(3):366—3695吴铭方.反应层厚度对他03/AgCu7n/n一6m一4V接头强度的影响.稀有金属材料与工程,2000;19(26):419—4226王洪潇.氧化铝陶瓷与金属活性封接技术研究.大连交通大学硕士论文,2006:1—507刘军红.复相Al:0,基陶瓷/钢大气中直接钎焊连接界面的微观组织结构.焊接学报,2003;24(6):26—288张玮.镍离子注入灿203/1crl8Ni9Ti的钎焊界面成分分析.包头钢铁学院学报,2000;19(3):219—22l9王大勇,冯吉才,刘会杰.灿:O,/Cu/Al扩散连接工艺参数的优化.材料科学与工艺,2003;11(1):73~7610陈铮,赵其章,方芳等.陶瓷/陶瓷(金属)部分瞬间液相连接.硅酸盐学报,1999;27(2):186~1881lMerzh锄ovAG.InterSymposium∞coIIIbus阴dpl嬲一眦syn.ofhigll—te呷.Mater.s明Fr锄cisco,cA,98812余圣甫等.Al:0,陶瓷/不锈钢自蔓延高温原位合成连接.焊接学报,2004;25(2)119一12213周健,章桥新,刘桂珍等.微波焊接陶瓷辊棒.武汉工业大学学报,1999;21(3):1~214MeekTT,BlalceRD.Ceramic·ce硼icsealsbymicro-w盯ehe砒ing.J.Mat.Sci.L肚.,1986;(5):270~27415Fukushi眦H。
YamanakaT,Ma协uiM.Micmwaveheat—ingofce姗icsandi协applic砒i叩tojoining.JMat.R∞.,1990;5(2):397—40516Bi衄erJGP,F唧ieJA,WhitakerPAeta1.Thee妇fect0fcompositi∞ontlIeIIlicn)wavebondirIg0falulIli啪ce捌【nics.JMat.sci.,1998;33(12):3017~302917zlI伽Ji蛐,Zh衄gQia喇n,MEIBingchueta1.Mic胁wavejoiIlingofaluIIli腿c廿枷candh”Iroxyl印atitebioce枷c.JWuh粕Univ.ofTech.Mater.Sci.,1999;14(2):46~4918ChenXinm伽,ⅡuW嘶.HigllFrequencyHeatillgDie.1ectricTechnology.BeijiIlg:scie眦ePr鹤s,1979:l一3019C蛐G,K0caI【M.h咿ssinjoiniIlgofadv锄cedmate—rials.htematioIlalMaterialsRevie啪,1998;43(1):卜4420广赖明夫.金属基复合材料。
结合.溶接会志,1996;65(4):l692一l698(编辑吴坚)宇航材料工艺2008年第4期 万方数据氧化铝陶瓷与金属连接的研究现状作者:李卓然, Fan Jianxin, 冯吉才, Li Zhuoran, Fan Jianxin, Feng Jicai作者单位:哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨,150001刊名:宇航材料工艺英文刊名:AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY年,卷(期):2008,38(4)被引用次数:3次1.王颖Al2O3陶瓷与Kover合金钎焊工艺研究 20062.Hammond J P;David SA;Santella M L Brazing ceramic oxides to metals at low tempemmres 1992(05)3.赵永清利用化学镀实现Al2O3陶瓷与金属的连接 1999(02)4.顾小龙;王大勇;王颖Al2O3陶瓷/AgCuTi/可伐合金钎焊接头力学性能[期刊论文]-材料科学与工艺 2007(03)5.吴铭方反应层厚度对Al2O3/AgCuTi/Ti-6Al-4V接头强度的影响[期刊论文]-稀有金属材料与工程 2000(26)6.王洪潇氧化铝陶瓷与金属活性封接技术研究 20067.刘军红复相Al2O3基陶瓷/钢大气中直接钎焊连接界面的微观组织结构[期刊论文]-焊接学报 2003(06)8.张玮镍离子注入Al2O3/1Cr18Ni9Ti的钎焊界面成分分析[期刊论文]-包头钢铁学院学报 2000(03)9.王大勇;冯吉才;刘会杰Al2O3/Cu/A1扩散连接工艺参数的优化[期刊论文]-材料科学与工艺 2003(01)10.陈铮;赵其章;方芳陶瓷/陶瓷(金属)部分瞬间液相连接[期刊论文]-硅酸盐学报 1999(02)11.Merzhanov A G Inter Symposium on combus and plasma syn.of higb-tcmp 198812.余圣甫Al2O3陶瓷/不锈钢自蔓延高温原位合成连接[期刊论文]-焊接学报 2004(02)13.周健;章桥新;刘桂珍微波焊接陶瓷辊棒[期刊论文]-武汉工业大学学报 1999(03)14.Meek T T;Blake R D Ceramic-ceramic seals by microwave heming 1986(05)15.Fukushima H;Yamanaka T;Matsui M Microwave heating of ceramics and its application tojoining1990(02)16.Binner J G P;Femie J A;Whitaker P A The effect of composition on the microwave bonding of alumina ceramics[外文期刊] 1998(12)17.Zhou Jian;Zhang Qiaoxin;MEI Bingehu Microwave joinlng of alumina ceramic and hydroxylapatite bioceramic[期刊论文]-Journal of Wuhan University of Technology-Mater Science 1999(02)18.Chen Xinmou;Liu Wuri HighFrequency Heating Dielectric Technology 197919.Cam G;Koeak M Progreas in joining of advanced materials[外文期刊] 1998(01)20.广赖明夫金属基复合材料の结合 1996(04)1.陶瓷与金属连接的研究现状[会议论文]-20072.李卓然.顾伟.冯吉才.Li Zhuoran.Gu Wei.Feng Jicai陶瓷与金属连接的研究现状[期刊论文]-焊接2008(3)3.王申.李淑华.谭惠民陶瓷-金属的连接技术[期刊论文]-飞航导弹2002(6)4.王新阳.李炎.魏世忠.马向东.WANG Xinyang.LI Yan.WEI Shizhong.MA Xiangdong陶瓷与金属连接技术的研究进展[期刊论文]-热加工工艺2009,38(13)5.王颖.曹健.张丽霞.冯吉才氧化铝陶瓷与金属活性钎焊研究进展[期刊论文]-焊接2009(2)6.邢世凯陶瓷-金属连接工艺研究现状及进展[期刊论文]-材料保护2004,37(5)7.王颖.曹健.张丽霞.冯吉才氧化铝陶瓷与金属活性钎焊研究进展[会议论文]-20088.张巨先.荀燕红.陈丽梅.鲁燕萍高纯氧化铝陶瓷材料的焊接性能研究[会议论文]-20069.何柏林.熊光耀.缪燕平.HE Bo-lin.XIONG Guang-yao.MIAO Yan-ping金属间化合物/Al2O3陶瓷基复合材料的研究进展[期刊论文]-粉末冶金工业2008,18(3)10.钟长荣.毕松.苏勋家.侯根良.ZHONG Chang-rong.BI Song.SU Xun-jia.HOU Gen-liang Al2O3陶瓷自增韧研究进展[期刊论文]-粉末冶金材料科学与工程2007,12(4)1.郑兰兰.王文先.崔泽琴.刘旭A12O3陶瓷表面激光铜合金化层微观形貌及物相分析[期刊论文]-应用激光 2010(2)2.张雷.陈孜.李志友.周科朝.李超NiFe2O4/Cu金属陶瓷与金属的磷酸盐黏接特性[期刊论文]-中南大学学报(自然科学版) 2010(6)3.张雷.陈孜.李志友.周科朝.李超NiFe2O4/Cu金属陶瓷与金属的磷酸盐黏接特性[期刊论文]-中南大学学报(自然科学版) 2010(6)4.李超.张雷.周科朝.李志友.陈孜磷酸盐连接NiFe2O4基金属陶瓷的界面形貌和连接机理[期刊论文]-中国有色金属学报 2011(5)本文链接:/Periodical_yhclgy200804002.aspx。