氧化铝陶瓷烧结工艺
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95%氧化铝陶瓷产品生产基本工艺流程
95%氧化铝陶瓷产品的生产基本工艺流程如下:
1. 原料配制:根据产品要求,按一定比例将氧化铝粉末、助燃剂和其他必需的添加剂混合均匀。
通常在配制过程中还需要使用球磨机对原料进行细磨。
2. 模具制备:将原料配制好的糊状物注入到相应的模具中,利用压力浇注或注射成型等方式将
其固化成坯体。
3. 坯体成型:将固化好的坯体经过挤压、压力成型等工艺进行成型,一般可以采用干压成型或
注浆成型。
4. 干燥:将成型好的坯体进行干燥处理,通常采用自然干燥或烘箱干燥的方法,以去除坯体内
的水分。
5. 烧结:将干燥好的坯体进行烧结处理,通常采用高温烧结的方法。
烧结温度和时间根据产品
要求进行控制,以使得坯体的颗粒结合更加紧密。
6. 修整:对烧结好的陶瓷进行修整处理,去除表面的瑕疵和不平整。
7. 表面处理:根据需要对产品进行必要的表面处理,如抛光、喷涂等。
8. 检验和包装:对成品进行质量检验,合格后进行包装,通常采用泡沫塑料、纸盒等包装材料
进行包装。
以上是95%氧化铝陶瓷产品的生产基本工艺流程,具体的生产工艺还需要根据具体的产品要求和工艺条件进行调整。
Al2O3陶瓷制品烧结工艺的影响因素探讨作者:周益平来源:《江苏陶瓷》2015年第02期摘要阐述了Al2O3制品的烧结机理,分析了烧成气氛,添加剂对Al2O3制品烧结的影响,探讨理想的升温制度、保温时间。
关键词氧化铝陶瓷制品;烧结机理;影响因素;烧成制度0 前言工业特种陶瓷中, Al2O3制品以其优良的耐酸碱性、耐磨性、耐电性、机械强度高等,在化工磷复肥和有色金属行业以及其他行业得到了广泛的应用。
在氧化铝陶瓷生产过程中,坯体烧结后的制品显微结构及其内在性能会发生根本变化,也很难通过其他途径补救。
所以研究氧化铝陶瓷的烧结工艺,选择合理的烧成制度,确保氧化铝陶瓷制品的性能和产品质量是十分必要的。
本文对烧结机理、影响烧结性能的因素、添加烧结助剂进行了探讨。
1 烧结机理和影响烧结性能的因素1.1烧结机理烧结是坯体由于温度变化发生的物理化学反应,得到了致密、坚硬的陶瓷制品的过程。
其物理化学变化包括坯体中残余拌料水分的排除、物料中化合物结合水和有机物分解的排除、氧化铝同质异晶的晶型转变以及固态物质颗粒间的固相反应等。
固相反应在氧化铝陶瓷的烧结技术中占有重要的位置,它是通过物质质点的迁移扩散作用进行的,随着温度的升高,晶体的热缺陷不断增加,质点的迁移扩散由内扩散形式到外扩散,从而发生反应产生新的物质。
1.2影响Al2O3陶瓷烧结的因素较多,主要表现如下:1.2.1晶体的结构化学键强的化合物(晶体)具有较高的晶格能量,晶格结构牢固,即使在较高温度下,质点的振动迁移也较弱,只有在接近熔点温度时,才会产生显著的物理化学反应。
所以,由这类化合物组成的坯体不易烧结。
而由微细晶体组成的多晶体相比于单晶体而言,由于前者内部晶界面很多,而晶界是缺位缺陷相对集中和易消除的地方,也是原子和离子扩散迁移的快速通道,所以远比后者易于烧结。
1.2.2物料的分散度物料分散度越高,表面能就越高,所以具有促进迁移扩散的强大作用,有利于烧结。
氧化铝陶瓷的烧结方式
氧化铝陶瓷的烧结办法其实是有很多的方面的。
首先要介绍的是一种活化热压烧结。
在停止活化烧结的根底上直接的又停止开展的一种新工艺。
再者,我们要注意,它是应用反响物在停止合成反响或者是相变的时分停止的热处置。
氧化铝陶瓷的烧结,是能够直接的在较低温度或者是较小压力,还有是在较短时间内取得高密度陶瓷的一个资料,总的来讲,它其实也是一种具有高效率的一个热压技术。
氧化铝陶瓷的超高压烧结,是在几十万大气压以上的一个压力下进行烧结,能够直接的使物料快速的到达高密度,这样的话,是会直接的具有细晶粒。
它能够使晶体构造电子状态以至使它的原子发生一系列变化。
这样的话,它是能够直接的赋予物料在通常烧结或者是热压烧结工艺下的时分,所达不到的一个性能。
并且,氧化铝陶瓷的超高压烧结能够直接的合成一种新型的人造矿物质。
还有是氧化铝陶瓷的电场烧结,陶瓷坯体在直流电场的一个作用下烧结。
关于氧化铝陶瓷里面某些高居里点的一个铁电陶瓷的两端来施加直流屯场,等到它冷却到我们的居里点1210℃以下的时分,撤去电场,这样能得到有压电性的一个陶瓷样品。
两步法烧结氧化铝陶瓷是Chen I-Wei首次试验发现,发表在Nature上,主要是用纳米粉烧结氧化镁陶瓷,通过两步法抑制晶粒长大,思想是:第一步在高温短时烧结氧化镁陶瓷,这时候要达到足够的致密度(大于90%),第二步低温长时间烧结(窗口温度),这时候晶粒几乎没有长大驱动力,但是气孔可以通过晶界扩散消除,晶界扩散需要很长的时间,最后得到晶粒细小的氧化镁陶瓷,他用的是10纳米的粉体,最终烧结的氧化镁陶瓷晶粒80纳米左右。
常规的工艺晶粒至少是微米级别的。
以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷。
研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响。
在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2(1.0~3.0%)对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。
通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别。
结果表明,1350℃下Al2O3+0.5%MgO+3%MnO2+1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象。
烧结体密度达到3.80g/cm^3,抗弯强度为243MPa。
结果表明,添加TiO2 5%、在1300oC时的常压烧结密度可达到理论值的97%.固定CuO(0.4%)和TiO2(4%)的添加量、改变TiO2(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO2复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。
结果表明, 在1150--1200℃TiO2固溶入Al2O3生成Al2Ti7O15相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO2在Al2O3中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO2对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO2在Al2O3中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。
陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al2O3中添加4%的TiO2和2.4%的CuO,可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。
氧化铝烧结温度
氧化铝陶瓷以其优异的性能被广泛应用在电子电器、机械、化工、冶金和航空航天等行业,成为目前世界上用量最大的特种陶瓷材料之一。
但是由于氧化铝自身阳离子电荷多、半径小、离子键强等特点,导致其晶格能较大,扩散系数较低。
烧结工艺的介绍:
1、热压烧结:高温下对样品施加单向压力,促进陶瓷达到全致密。
对于纯氧化铝陶瓷,常规烧结需要1800℃以上的温度;而20MPa的热压烧结只需要1500℃。
2、热等静压烧结:对陶瓷坯体的各个方向同时施加压力的烧结,降低陶瓷的烧结温度,同时烧结得到的陶瓷结构均匀、性能好。
3、微波加热法烧结:利用微波与陶瓷间的相互作用,因为介电作用使陶瓷内部和表面同时烧结。
4、微波等离子体烧结:与常规烧结相比,在相同的条件下能够降低烧结温度200℃,并且烧结速度快、晶粒尺寸小、机械强度高。
5、放电等离子烧结:利用脉冲能、脉冲压力产生的瞬间高温场来实现陶瓷内部晶粒的自发发热从而使晶粒活化,由于这种烧结方法升温、降温快、保温时间短,抑制了晶粒的生长、缩短了陶瓷的制备周期、节约了能源。
烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响摘要:透明氧化铝陶瓷作为一种具有优异特性的无机材料,广泛应用于光学、电子、化工等领域。
烧结工艺是制备透明氧化铝陶瓷的关键步骤之一,直接影响其性能。
本文以透明氧化铝陶瓷为研究对象,探讨了烧结工艺对其性能的影响,并分析了烧结温度、烧结时间、添加剂等因素对透明氧化铝陶瓷的影响机制。
通过实验研究和数据分析,得出了烧结工艺优化的建议和结论,为提高透明氧化铝陶瓷的性能提供了理论和实践依据。
关键词:透明氧化铝陶瓷;烧结工艺;性能;烧结温度;烧结时间引言透明氧化铝陶瓷的研究背景可以追溯到对透明陶瓷的需求和发展。
传统的陶瓷材料具有较好的机械性能和化学稳定性,但在透明度方面存在一定的局限性。
因此,人们开始寻求开发具有透明性能的陶瓷材料,以满足光学、电子和其他领域的高级应用。
当前,透明氧化铝陶瓷的研究主要集中在材料合成改进、工艺优化、性能提升和创新应用开发等方面。
通过不断的研究和探索,透明氧化铝陶瓷有望在更广泛的领域中发挥重要作用,并为相关技术和产业的发展做出贡献。
1.烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响1.1烧结温度对透明氧化铝陶瓷性能的影响随着烧结温度的升高,透明氧化铝陶瓷的晶粒尺寸增大,并且结晶度也提高。
较高的烧结温度可以促进晶粒长大与结晶度的增加,从而改善陶瓷的光学和机械性能。
烧结温度对透明氧化铝陶瓷的致密度具有显著影响。
一般来说,较高的烧结温度有利于颗粒间的熔合和结合力的增强,从而提高陶瓷的密度和致密度。
这将直接影响到材料的透明度和强度。
透明氧化铝陶瓷的透明度主要受烧结温度和晶粒尺寸的影响。
较高的烧结温度可以促进晶粒长大和晶界的消失,从而提高陶瓷的透明度。
然而,温度过高可能导致晶粒长大过快,引起不均匀的尺寸分布,从而降低透明度。
烧结温度的选择对透明氧化铝陶瓷的机械性能也具有重要影响。
合适的烧结温度可以提高材料的硬度、强度和韧性,从而增加陶瓷的抗磨损性能和耐用性。
1.2烧结时间对透明氧化铝陶瓷性能的影响较长的烧结时间有利于晶粒的生长和结晶度的提高。
陶瓷型芯用氧化铝埋烧工艺流程陶瓷型芯用氧化铝埋烧工艺流程1. 简介在制造陶瓷型芯时,采用氧化铝埋烧工艺是一种常见的方法。
本文将详细介绍陶瓷型芯用氧化铝埋烧工艺流程的各个步骤。
2. 原料准备在进行氧化铝埋烧工艺之前,首先需要准备相关的原料。
以下是原料准备的步骤:•确定制造陶瓷型芯的所需尺寸和形状。
•准备适量的氧化铝粉末。
•根据要求,添加适量的助燃剂、结合剂等辅助材料。
3. 材料混合完成原料准备后,进入材料混合阶段。
以下是材料混合的步骤:•将氧化铝粉末与助燃剂、结合剂等辅助材料按照一定比例混合均匀。
•使用搅拌器等设备进行均匀混合,确保材料的均质性。
4. 模具制备混合好的材料需要通过模具制备成型。
以下是模具制备的步骤:•准备模具,根据所需芯形尺寸制作相应的模具。
•将混合好的材料倒入模具中。
•使用压力机等设备将材料压实,确保芯的密度和形状。
5. 干燥制备好的模具需要进行干燥处理。
以下是干燥的步骤:•将模具放入干燥室中。
•控制室温和湿度,进行适当的干燥时间,以确保芯的干燥程度。
6. 埋烧干燥完成后,芯需要进行埋烧处理。
以下是埋烧的步骤:•将干燥好的芯放入高温炉中。
•控制炉温和保持时间,使芯在高温条件下进行烧结。
•确保炉内气氛控制良好,以防止芯表面氧化。
7. 表面处理埋烧完成后,芯需要进行表面处理以提高光洁度和质量。
以下是表面处理的步骤:•使用研磨机等设备对芯的表面进行磨光处理。
•清洗芯的表面,去除可能残留的研磨片等杂质。
•进行必要的质量检查,确保芯的表面质量达到要求。
8. 完成品质检最后,完成的陶瓷型芯需要进行品质检查。
以下是品质检查的步骤:•对芯的尺寸、密度、表面光洁度等进行检查。
•根据产品要求,进行必要的力学性能测试和耐热性测试。
•确保芯的品质符合要求,符合客户的需求和标准。
结论陶瓷型芯用氧化铝埋烧工艺流程是一个复杂的过程,涉及多个环节的操作和控制。
只有通过严格的制程管理和质量控制,才能制造出高质量的芯产品,满足客户的需求。
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。
氧化铝陶瓷制备工艺
氧化铝陶瓷是一种高温、高硬度、高抗腐蚀性的陶瓷材料,被广泛应
用于各种工业领域。
下面将介绍三种常见的氧化铝陶瓷制备工艺。
一、干压成型法
干压成型法是制备氧化铝陶瓷的常见方法。
首先将原材料经过混合、
研磨后,再通过干压成型机将粉末压制成型。
然后经过高温烧结处理,最终得到氧化铝陶瓷。
这种方法制备的氧化铝陶瓷密度高、硬度大,但成本较高,且容易产
生裂纹或变形。
二、注塑成型法
注塑成型法又称压注成型法,是利用注塑机将氧化铝陶瓷粉末加入到
塑料中,经过热加工成型后,再进行高温烧结。
这种方法可以制备较复杂的形状,且制备过程中不易产生裂缝。
但注
塑机的使用成本较高,且在加入塑料的过程中可能会造成杂质的混入。
三、凝胶成型法
凝胶成型法是一种利用化学液相反应制备氧化铝陶瓷的方法。
首先制
备氧化铝溶胶,然后在模具中定型,经过高温烧结后,得到氧化铝陶瓷。
这种方法制备的氧化铝陶瓷密度大、纯度高,且具有优异的机械
性能和抗腐蚀性能。
但制备过程较长,且设备成本较高。
综上所述,氧化铝陶瓷的制备工艺有多种方法,每种方法都有其优缺
点。
选择合适的制备方法,能够提高氧化铝陶瓷的质量和性能,满足不同领域的需求。
氧化铝陶瓷的两步法烧结工艺研究氧化铝陶瓷的两步法烧结工艺通常包括两个主要步骤:制备氧化铝粉末坯体和烧结制备成陶瓷。
这两个步骤有助于获得高强度、高硬度、高绝缘性能的氧化铝陶瓷。
以下是这个工艺的一般步骤:第一步:制备氧化铝粉末坯体1. 氧化铝粉末选择:•选择高纯度、细颗粒的氧化铝粉末,通常选择平均粒径较小的粉末。
2. 配料:•根据所需的性能,将氧化铝粉末与其他可能的添加剂进行混合。
添加剂可以是稳定剂、增塑剂等,有助于提高坯体的成型性能。
3. 成型:•使用注塑、压制等成型工艺,将混合物成型成所需形状的坯体。
4. 脱脂:•对坯体进行脱脂处理,去除混合物中的有机物,以防止在烧结过程中产生气泡。
5. 预烧:•进行预烧处理,将坯体在较低的温度下烧结,以增强坯体的强度和稳定性。
6. 检查与修整:•对预烧后的坯体进行质量检查,修整可能存在的缺陷。
第二步:烧结制备成陶瓷1. 定型:•对经过预烧的坯体进行最终成型,确定最终形状。
2. 烧结:•将定型后的坯体进行高温烧结,通常在氧化铝的烧结温度范围内(约1600°C至1800°C)进行,使颗粒间发生烧结,形成致密的陶瓷结构。
3. 表面处理:•进行表面处理,如磨光、抛光等,提高氧化铝陶瓷的光洁度和外观。
4. 性能测试:•进行氧化铝陶瓷的性能测试,包括硬度、密度、导热性等方面的测试,确保产品符合设计要求。
5. 包装:•对成品进行包装,以确保在运输和使用过程中不受损。
这是一个一般性的两步法烧结工艺流程,具体的工艺细节可能会因制备陶瓷的用途、要求和厂家的技术水平而有所不同。
在实际应用中,可能还会包括其他工艺步骤以满足特定的性能要求。
氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和方法与普通的电路板是否一样?氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?相信关注氧化铝陶瓷基板的企业或者技术采购人员也是比较关注的。
今天小编全面分享一下这其中的“故事”。
一,氧化铝陶瓷基板加工工艺目前市面上采用的氧化铝陶瓷基板大多采用薄膜工艺、厚膜工艺,DBC工艺、HTCC 工艺和LTCC工艺。
氧化铝陶瓷基板薄膜工艺薄膜法是微电子制造中进行金属膜沉积的主要方法,其中直接镀铜(Direct plating copper)是最具代表性的。
直接镀铜(DPC),主要用蒸发、磁控溅射等面沉积工艺进行基板表面金属化,先是在真空条件下溅射钛,铬然后再是铜颗粒,最后电镀增厚,接着以普通pcb工艺完成线路制作,最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度。
DPC工艺适用于大部分陶瓷基板,金属的结晶性能好,平整度好,线路不易脱落,且线路位置更准确,线距更小,可靠性稳定等优点。
氧化铝陶瓷DBC工艺陶瓷覆铜板英文简称DBC,是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层而构成,它是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法,其具有高导热特性,高的附着强度,优异的软钎焊性和优良电绝缘性能,但是无法过孔,精度差,表面粗糙,由于线宽,只能适用于间距大的地方,不能做精密的地方,并且只能成批生产无法实现小规模生产。
HTCC工艺就是采用的高温共烧工艺,HTCC陶瓷发热片就是高温共烧陶瓷发热片,是一以采用将其材料为钨、钼、钼\锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92~96%的氧化铝流延陶瓷生坯上,4~8%的烧结助剂然后多层叠合,在1500~1600℃下高温下共烧成一体,从而具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合欧盟RoHS等环保要求。
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。
氧化铝陶瓷制作分为粉体制备、成型和烧结三个步骤,这三个步骤缺一不可。
下面由科众陶
瓷来为你介绍氧化铝陶瓷烧结吧。
氧化铝陶瓷烧结成品(注塑结构件)
什么是氧化铝陶瓷烧结呢?
当对固态素坯进行高温加热时,素坯中的颗粒发生物质迁移,达到某一温度后坯体发生收缩,出现晶粒长大,伴随气孔排除,最终在低于熔点的温度下,素坯变成致密的多晶陶瓷材料。
烧结而导致材料致密化的基本推动力是系统表面能的下降,因为素坯中粉末颗粒(通常为亚微
米级甚至纳米级)具有较大的表面积,因而有较高的表面能。
任何系统都有向最低能量状态转
化的趋势,因此表面能的降低,就可作为烧结的推动力。
陶瓷烧结依据是否产生液相分为固相烧结和液相烧结。
氧化铝陶瓷烧结成品(陶瓷板加工)
氧化铝陶瓷烧结工艺:
氧化铝陶瓷离子键较强,导致其质点的扩散系数低(A1在1700℃时扩散系数仅为10-
1cm2s)、烧结温度高(氧化铝陶瓷烧结温度高达1800℃)。
如此高的烧结温度使晶粒急剧生长,残余气孔聚集长大,从而导致材料的力学性能降低。
同时也使材料气密性变差,并加大对窑炉耐火砖的损害。
因此,降低氧化铝陶瓷烧结温度是氧化铝陶瓷行业所关心和所要解决的问题。
对于陶瓷材料,一般采用两种途径来降低其烧结温度一种途径是通过获得分散均匀、无团聚,并具有良好烧结活性的超细粉体以降低陶瓷的烧结温度;另一种降低陶瓷材料烧结温度的方
法是添加适量的烧结助剂。