氧化铝陶瓷综述
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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。
氧化铝陶瓷介绍,氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷介绍，氧化铝陶瓷制作工艺氧化铝陶瓷介绍氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（AL2O3）为主体的材料，用于厚膜集成电路。
氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。
因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。
氧化铝陶瓷制作工艺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PV A。
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Al203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。
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。
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工业陶瓷材料，具有优异的耐磨、耐
高温、绝缘和化学稳定性等特点，被广泛应用于机械、电子、化工、航空航天等领域。
本文将从氧化铝陶瓷的制备、性能和应用等方面
进行介绍。
首先，氧化铝陶瓷的制备主要有干法和湿法两种方法。
干法制
备主要是通过氧化铝粉末经过成型、烧结等工艺制成陶瓷制品。
而
湿法制备则是将氧化铝粉末与添加剂混合后制成泥料，再经过成型、干燥、烧结等工艺制成陶瓷制品。
在制备过程中，控制烧结温度、
压力和时间等参数对氧化铝陶瓷的性能具有重要影响。
其次，氧化铝陶瓷具有优异的性能。
首先是耐磨性，氧化铝陶
瓷的硬度高，耐磨性好，能够在恶劣的工作环境下长时间保持稳定
的性能。
其次是耐高温性，氧化铝陶瓷能够在高温下保持稳定的性能，不易发生变形和烧蚀。
此外，氧化铝陶瓷还具有优异的绝缘性
能和化学稳定性，能够在化工领域和电子领域得到广泛应用。
最后，氧化铝陶瓷在工业领域有着广泛的应用。
在机械领域，
氧化铝陶瓷常用于制造轴承、密封件、刀具等耐磨零部件，能够提
高设备的使用寿命和稳定性。
在电子领域，氧化铝陶瓷常用于制造绝缘子、电子陶瓷等产品，能够保证电子设备的安全和稳定运行。
在化工领域，氧化铝陶瓷常用于制造化工设备的耐磨、耐腐蚀零部件，能够提高设备的使用寿命和安全性。
此外，氧化铝陶瓷还在航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
总之，氧化铝陶瓷作为一种重要的工业陶瓷材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，相信氧化铝陶瓷将会在更多领域展现出其独特的价值。
氧化铝陶瓷板
氧化铝陶瓷板氧化铝陶瓷板：性能、应用与制备技术综述摘要：氧化铝陶瓷板是一种重要的陶瓷材料，具有优良的绝缘性能、高耐热性和化学稳定性，因此在许多应用领域得到了广泛的应用。
本文综述了氧化铝陶瓷板的性能特点、应用领域以及制备技术，以期为相关研究和应用提供参考。
1.引言氧化铝陶瓷板是一种由氧化铝（Al2O3）作为主要成分的陶瓷材料。
由于其特殊的化学和物理性质，它在电子、电力、航空航天、机械制造等领域具有广泛的应用。
本文将对氧化铝陶瓷板的性能、应用以及制备技术进行综述。
2.性能特点2.1绝缘性能氧化铝陶瓷板具有优异的绝缘性能。
它能够有效阻隔电流的流动，表现出很低的导电性能。
这使得氧化铝陶瓷板在电子设备、电力传输等方面有着广泛的应用。
2.2高耐热性氧化铝陶瓷板的耐热性也是其重要的性能之一。
由于其高熔点和优良的热传导性能，它能够承受高温环境下的使用，具有很强的耐火性。
因此，在航空航天、石油化工等行业中被广泛应用于高温炉窑、储气罐等设备中。
2.3化学稳定性氧化铝陶瓷板在常见酸、碱和有机溶剂等腐蚀介质中表现出很好的化学稳定性。
这使得它能够在恶劣的环境条件下长期稳定地使用，如化学实验室、化工设备等场合。
3.应用领域3.1电子领域氧化铝陶瓷板作为一种绝缘性能优异的陶瓷材料，广泛应用于电子领域。
它可用于制造集成电路基板、电子元件封装等。
3.2电力传输领域由于氧化铝陶瓷板的绝缘性能好，它在电力传输领域有着重要的应用。
它可以用于制造高压输电线路的绝缘支撑、绝缘子等。
3.3航空航天领域氧化铝陶瓷板具有优异的耐热性能，能够在高温环境下长期稳定地使用。
因此，在航空航天领域，它广泛应用于航空发动机、航天器的隔热、传热等方面。
3.4机械制造领域氧化铝陶瓷板在机械制造领域也有着重要的应用。
它可以用于制造陶瓷刀具、陶瓷轴承等机械零部件。
4.制备技术4.1传统制备技术传统的氧化铝陶瓷板制备技术主要包括干压成型法、注浆成型法等。
干压成型法是将经过细磨处理的氧化铝粉末在一定的压力下压制成型；注浆成型法是将氧化铝粉末与稳定剂、浆料等混合后注入模具中进行成型。
99氧化铝陶瓷参数
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。
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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。
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❖ 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 氧化锆陶瓷 氮化硅陶瓷
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。
氧化铝陶瓷综述(原版)[1]
目 录摘 要 ................................................................................................................................ 0 正文： ................................................................................................................................ 0 1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介 . 01.1α-32O Al 01.2β-32O Al 01.3γ-32O Al 02氧化铝陶瓷的分类及功能简介 (1)2.1分类 (1)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。
(1)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。
(1)2.2功能 (1)3氧化铝陶瓷的原料及其加工 (2)3.1原料及其制备 (2)3.232O Al 的预烧 (3)3.332O Al 粉体的制备 (3)4氧化铝陶瓷的成型工艺 (4)4.1成型辅助剂 (4)4.2成型方法 (4)4.2.1模压成型 (4)4.2.2等静压成型 (4)4.2.3注浆成型 (4)4.2.4凝胶注模成型 (4)4.2.5热压铸成型 (5)5烧结 (5)5.1烧结方法 (5)5.1.1常压烧结法 (5)5.1.2热压烧结和热等静压烧结 (5)5.1.3液相烧结法 (5)5.1.4其它烧结方法 (6)5.2影响氧化铝陶瓷烧结的因素 (6)5.2.1成型方法的影响 (6)5.2.2烧结制度的影响 (6)5.2.3烧结气氛的影响 (6)5.2.4辅助剂的影响 (6)5.2.5烧结方法的影响 (7)6氧化铝陶瓷的后加工处理 (7)7氧化铝陶瓷的应用和发展现状 (7)7.1机械方面 (7)7.2电子、电力方面 (7)7.3化工方面 (7)7.4医学方面 (8)7.5建筑卫生陶瓷方面 (8)7.6其它方面 (8)参考文献 (8)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。
氧化铝陶瓷的主要成分
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。
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***********（所属单位）材料科学进展课程设计学号：********专业：********学生姓名：***任课教师：***2011年10月***********（所属单位）材料科学进展（小论文）学号：*******专业：*******学生姓名：***任课教师：***2011年10月氧化铝陶瓷综述***（姓名）*********（所属单位）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制备、成型及烧结方法。
关键词：氧化铝陶瓷制备成型烧结应用以氧化铝(Al2O3)为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷。
它属于无机非金属材料，具有特殊用途，新的性能，故也称特种陶瓷、高性能陶瓷。
氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最宽、产销量最大的陶瓷新材料。
1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介根据研究报道，Al2O3有12种同质多晶变体[1]，但应用较多的主要有3种，即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3，这3种晶体的结构不同，故它们的性质具有很大的差异[2]。
（1）α-Al2O3是三方晶系，单位晶包是一个尖的菱面体，密度为 3.96～4.01g/cm3，其结构最紧密、化学活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机械性能也最佳，在一定条件下可以由其它的两种晶体转换而来。
（2）β-Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物，密度为 3.30～3.63g/cm3，它的化学组成中含有一定量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物，并且还可以呈现离子型导电。
（3）γ-Al2O3是尖晶石型立方结构，在950～1200℃范围内转化为α-Al2O3，密度为3.42～3.47g/cm3。
它的氧原子呈立方紧密堆积，铝原子填充在间隙中，这就决定了它在高温下不稳定、力学和电学性能差的缺陷，在科学应用中很少单独制成材料使用。
但它有较高的比表面积和较强的化学活性，经过技术改进可以作为吸附材料使用。
由于β-Al2O3和γ-Al2O3在高温(950～1200℃)下易转化为α-Al2O3，而陶瓷的制备又须经高温烧结，所以氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。
2氧化铝陶瓷的功能简介氧化铝陶瓷具有热稳定和化学稳定性，电绝缘性、压电性、耐腐蚀性、化学吸附性、生物适应性、吸声性和透光性等多种有实用价值的性能和功能，见表1。
功 能 应 用{ 集成电路芯片、封装、火花塞Na-S 电池固体电解质、氧气传感器光学功能 高压钠蒸汽灯发光管，激光器材料化学功能 控制化学反应、净化排出气体、催化剂载体、耐腐蚀材料、固酶载体生物体功能 人工骨、人工牙根吸声功能 吸声板热学功能 耐热、隔热结构材料力学功能研磨材料、切削材料、轴承、机械精密零部件3氧化铝陶瓷的原料制备在制备Al 2O 3原料方面，如果对于纯度要求不高的Al 2O 3，一般是通过化学方法来制备。
以铝土矿为原料，通过烧结、溶出、脱硅、分解、煅烧等步骤，把铝土矿中的Al 2O 3成分溶解于氢氧化钠（NaOH ）溶液中，将得到的偏铝酸钠（NaAlO 2）溶液，冷却至过饱和态，加水分解就会析出氢氧化铝（Al(OH)3）沉淀，再将它煅烧即可得到Al 2O 3。
但在制备高纯度Al 2O 3原料时一般采用有机铝盐加水热分解法、铝的水中放电氧化法、铝的硫酸盐和氨碳酸盐热分解法、铵明矾热分解法等[3]。
目前国内外大多数学者都采用铵明矾热分解法，因为此方法制备的Al 2O 3纯度高、细度小(约1m μ以下)，且颗粒分布范围窄、团聚程度轻。
3.1氧化铝粉体的制备预烧过的Al 2O 3需要粉碎磨细。
超细、活性高的Al 2O 3粉体制备是获得细晶而高强氧化铝陶瓷的首要条件。
Al 2O 3粉体颗粒越细，活性越大，可促进烧结，制成的陶瓷强度也越高。
小颗粒还可以分散由于刚玉和玻璃相线膨胀系数不同在晶界处造成的应力集中，减少开裂的危险性；细的晶粒还能妨碍微裂纹的发展[4]，不易造成穿晶断裂，有利于提高断裂韧性，还可提高耐磨性。
所以。
降低Al 2O 3粉体粒度，有利于制备高性能的Al 2O 3制品。
制作氧化铝陶瓷的微粉最佳粒度为0.1～1m μ。
粉磨后粉体间由于重力、粘附力和颗粒间作用力的作用使粉体团聚。
团聚会影响烧结质量，通常加入适当的分散剂，增加粉体均匀性，选择适当粉体加工方法，以减弱或消除颗粒间的作用力，从而减弱或消除团聚体[5]。
细颗粒含量在一定范围内有利于提高氧化铝陶瓷性能，但是当<1m μ颗粒含量大于40%时易造成重结晶，晶体发育过大，气孔易封闭在晶粒内，使性能变坏。
电学功能 绝缘性 离子导电性 表1 氧化铝陶瓷的功能而颗粒粗又易造成难以烧结，当>5m颗粒含量大于10%～15%时，对烧结有明显的妨碍作用[6]，因此，大小颗粒应合理级配。
4氧化铝陶瓷的成型工艺4.1模压成型模压成型是利用压力将干粉在模型中压成致密坯体的一种成型方法。
模压成型过程简单、缺陷少。
由于压力作用，坯体晶粒接触面大，有利于晶界移动，故烧结致密度高，但致密度不均匀。
模压成型有时会出现粉体与模壁粘结的现象，可加入1%～2%硬脂酸等润滑剂。
此法适合批量生产薄板制品。
4.2等静压成型该成型方法所得坯体干燥时收缩均匀，不易开裂、分层，解决了模压成型中的不足。
故等静压成型可生产形状复杂、较大的制品。
4.3注浆成型该法的关键是制得性能良好的Al2O3浆料。
为减少坯体收缩，应尽量使用高密度浆料；浆料要有良好的悬浮性、流动性、稳定性，通常要加入适当的添加剂来改善浆料的性能。
此法可以用于复杂形状制品的成型，但不适于成型壁厚悬殊、厚大截面制品，且坯体密度不高，石膏模使用时间长，其尺寸精度会下降，同时制品收缩难以控制。
4.4凝胶注模成型凝胶注模成型是将含有有机单体的低粘度、高固相含量的陶瓷料浆浇注到不吸水的模型中，然后在引发剂和催化剂的作用下，使料浆中的有机单体交链聚合成三维网状结构，从而使浓悬浮体原位固化。
它可以使固相体积分数达50%～60%。
一般情况下。
为保证凝胶固体的性能。
溶液中有机单体总含量不宜过多。
应控制在15%～20%范围内交联单体／凝胶单体比例＜1／10为宜。
凝胶注模成型坯体气孔分布窄、均匀，为单峰分布，可克服烧结时的不均匀收缩，提高氧化铝陶瓷制品的可靠性，制备的陶瓷生坯可以加工，使加工成本降低，工件烧结后就可以使用[7]，且工艺过程短，所用设备低廉，制作成本低，加上模具多次重复使用仍能保持精度，这对要求密度均匀、精度好、形状复杂、尺寸大的陶瓷件的制作尤为有利。
4.5热压铸成型此工艺适合制造形状较复杂,精度要求高的中小型产品该设备简单。
操作方便，生产效率高，模具磨损少，寿命长。
但工序复杂，耗能大，工期长，由于不易充满模腔，不宜制备壁薄的大而长的制品。
5氧化铝陶瓷的烧结方法5.1常压烧结法即在大气条件下将坯体烧结的过程。
此法烧结温度较高，对窑炉要求也较高，能源浪费大。
5.2热压烧结和热等静压烧结热压烧结比常压烧结温度低得多，烧成的制品理论密度可达99%[8]，热压烧结采用预成型或将粉料直接装入模内，工艺简单。
但它不宜生产过高、过厚、形状复杂制品，生产规模小，成本高。
热等静压可以避免热压烧结压力的不均匀，使制品的结构更加均匀，性能更加稳定，适用于形状复杂制品的生产。
5.3液相烧结法该法用低熔助剂促进材料烧结，助剂的引入一般会产生良好效果。
常加入CaO、MgO、SiO2、BaO等作为熔剂。
液相烧结由化学反应产生液相促进扩散和粘滞流动的发生，及颗粒重排和传质过程，降低烧结温度，有效加速烧结。
5.4其它烧结方法（1）气氛烧结。
即对于空气中很难烧结的制品。
为了防止其氧化。
在炉膛内通入一定气体。
形成所要求的气氛，在此气氛下进行烧结。
（2）电场烧结。
即陶瓷坯体在直流电场作用下的烧结。
（3）超高压烧结。
即在几十万个大气压以上的压力下进行烧结。
6氧化铝陶瓷的应用和发展现状6.1机械方面Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达250Mpa，热压产品可达500Mpa。
Al2O3陶瓷的莫氏硬度可达到9，加上具有优良的抗磨损性能等，所以广泛地用于制造刀具、球阀、磨轮、陶瓷钉、轴承等，其中以Al2O3陶瓷刀具和工业用阀应用最广。
6.2电子、电力方面在电子、电力方面，有各种Al2O3陶瓷底板、基片、陶瓷膜、透明陶瓷以及各种Al2O3陶瓷电绝缘瓷件、电子材料、磁性材料等，其中以Al2O3透明陶瓷和基片应用最广。
6.3化工方面在化工应用方面，Al2O3陶瓷也有较广泛的用途，如Al2O3陶瓷化工填料球、无机微滤膜、耐腐蚀涂层等，其中以Al2O3陶瓷膜和涂层的研究和应用最多。
6.4医学方面在医学方面，Al2O3更多的是用于制造人工骨、人工关节、人工牙齿等。
Al2O3陶瓷具有优良的生物相容性、生物惰性、理化稳定性及高硬度、高耐磨性，是制备人造骨和人造关节的理想材料[9]。
但它具有和其他陶瓷材料一样的缺点如脆性大、断裂韧性低、机加工技术难度高、工艺复杂等，因此需要进一步研究应用。
6.5建筑卫生陶瓷方面在建筑卫生陶瓷方面，Al2O3产品随处可见，如Al2O3陶瓷衬砖、研磨介质、辊棒、陶瓷保护管以及Al2O3质耐火材料等。
其中以Al2O3球磨介质应用最广。
过去，建筑卫生陶瓷用球磨介质基本上都是燧石、鹅卵石等天然球石，随着这些优质的天然球石资源的减少，以及它们磨损率高、效率低等缺点，Al2O3球磨介质被越来越多的陶瓷厂家所使用。
目前球磨介质主要包括Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4等。
Al2O3球磨介质具有合适的硬度、适中的密度、耐磨、耐腐蚀且价格低廉等特点，因此大部分的建筑卫生陶瓷方面的原材料都用Al2O3球磨介质加工[10]。
6.6其它方面Al2O3陶瓷是目前新材料中研究最多、应用最广的材料之一，除了以上的几种应用外，它还广泛应用于其它一些高科技领域，如航空航天、高温工业炉、复合增强等领域[11]。
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