氧化铝陶瓷综述(原版)[1]
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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
氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷摘要：本文介绍了氧化铝陶瓷的结构、制备、性能及用途。
关键字：氧化铝陶瓷、Al2O3正文：一、氧化物陶瓷简介按照传统的分类方法，陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷（精细陶瓷），这两类陶瓷间没有严格的界限，有的陶瓷品种可以一种多用。
工业Al2O3，是由铝矾土(Al2O·3H20)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法来制备。
电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000—2400℃熔融而制得，也称人造刚玉。
Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即Al2O3 、Al2O3 、Al2O3 。
其结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为Al2O3。
Al2O3属尖晶石型(立方)结构，氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中，在高温下不稳定，力学性能、电学性能差，在自然界中不存在。
由于结构疏松，因此，也可用它来制造某些特殊用途的多孔材料。
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指碱上金属氧化物，R2O指碱金属氧化物)，其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]-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，呈现离子型导电现象。
Al2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体，在自然界只存在Al2O3，如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。
Al2O3结构最紧密、活性低、高温稳定。
它是三种形态中最稳定的晶型，电学性能最好，具有良好的机械和电学性能，一般氧化铝陶瓷都由Al2O3来制取。
二、氧化铝陶瓷的制造工艺氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其氧化铝含量一般在75％～99％之间。
习惯上以配料中氧化铝的含量进行分类，氧化铝含量在75％左右的为"75瓷”，含量在99％的为“99瓷”等。
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。
氧化铝陶瓷
溶剂干燥法
喷雾热分解法是将铝盐Al (NO3) 3 、碳酸铝铵 (NH4AlO(OH) HCO3) 等溶液用喷雾器喷入到 高温的气氛中,溶剂的蒸发和Al (NO3) 3 的热 分解同时迅速进行,从而直接制得40～150nm 的α- Al2O3 或γ- Al2O3 粉末。该法制备能力大, 操作较为简单,但Al (NO3) 3 热分解时产生大 量的氮氧化物,环境污染给工业化生产带来一 定困难。
络合物一凝胶法
近年来也有较多采用络合物一凝胶法,即用铝的无机盐和有机络合剂制备 出金属络合物溶胶,再陈化得凝胶,碾碎、煅烧得稳定氧化铝细粉。利用这 种方法分别得到14nm 和10nm 的球形氧化铝粒子,并且无明显团聚现象。 在Al (NO3) 3 溶液中加入丙烯酰胺单体、N ,N′- 亚甲基丙烯酰胺网络剂, 在80 ℃聚合获得凝胶,经过干燥、煅烧得10nm的α- Al2O3 粉体。该方法 是在室温附近的湿化学反应,其优点是能用分子水平设计来控制材料的均 匀性及粒度,得到高纯超细材料,缺点是原料价格高,有机溶剂有毒性,以及 在高于1200 ℃处理粒子会快速凝聚。通过调节工艺条件, 可制备出粒径 小、分布窄的纳米级Al2O3 ,并会因条件不同得到不同产物AlO(OH)非晶 体及晶体粉末或透明的溶胶。在制备工艺中,加入羟丙基纤维素等具有不 同亲水疏水能力的分散剂能有效地破坏羟桥网络结合,可使凝胶粒子表面 改性,达到乳化溶液和分散胶粒的目的,从而避免凝胶粒子团聚。
氧化铝的应用
随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化 铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得 到越来越广泛的应用。
1) 机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、 衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷 球阀) ,黑色氧化铝陶瓷切削刀具,红色氧化铝 陶瓷柱塞等。
氧化铝陶瓷综述
***********（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。
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。
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。
氧化铝陶瓷
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。
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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
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。
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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。
关键词 氧化铝陶瓷；预烧；粉磨；成型；烧结；后加工处理；应用正文：以氧化铝(32O Al )为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷(alumina-ceramic)。
它属无机非金属材料之一，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，32O Al 有12种同质多晶变体[1]，但应用较多的主要有3种，即α-32O Al 、β-32O Al 和γ-32O Al ，这3种晶体的结构不同，故它们的性质具有很大的差异[2]。
1.1α-32O Alα-32O Al 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。
1.2β-32O Alβ-32O Al 是一种32O Al 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。
1.3γ-32O Alγ-32O Al 是尖晶石型立方结构，在950～1200℃范围内转化为α-32O Al ，密度为3.42～3.47g/3cm 。
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-32O Al 和γ-32O Al 在高温(950～1200℃)下易转化为α-32O Al ，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-32O Al 为主晶相的陶瓷材料。
2氧化铝陶瓷的分类及功能简介2.1分类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。
高纯型氧化铝陶瓷系32O Al 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1～6m μ，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32O Al 含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时32O Al 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粉，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。
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。
以α-32O Al 为主晶相的氧化铝陶瓷称为刚玉瓷(corundum)，属三方晶系，其密度为3.96g/3cm ，熔点为2053℃。
以α-32O Al 和332O Al ·22SiO 为主晶相的氧化铝陶瓷称为刚玉一莫来石瓷(corundum-mullite)，以332O Al ·22SiO 为主晶相的氧化铝陶瓷称为莫来石瓷(mullite)。
氧化铝陶瓷根据其主要的成型工艺不同可分为玻璃渗透氧化铝陶瓷、多孔氧化铝陶瓷等，根据其成型方法的不同又可分为压制成型氧化铝陶瓷、热压成型氧化铝陶瓷和注射成型氧化铝陶瓷等。
2.2功能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。
3氧化铝陶瓷的原料及其加工3.1原料及其制备氧化铝陶瓷最重要的原料是32O Al 粉末，其性能好坏以及含量多少对氧化铝陶瓷有很大影响。
α-32O Al 的晶体结构最紧密，其硬度大、耐磨损、高温稳定，是三种形态（α-32O Al 、β-32O Al 、γ-32O Al ）中最稳定的晶态，具有良好的机械和电学性能。
故α-32O Al 通常是制造氧化铝陶瓷最主要、最常用的原料。
α-32O Al 含量高的陶瓷制品强度高、密度高、耐磨性能好。
在生产32O Al 含量99.5%以上高纯氧化铝陶瓷或透明陶瓷时，要求32O Al 原料纯度≥99.9%，还需超细粉碎且粒径分布均匀。
在制备32O Al 原料方面，如果对于纯度要求不高的32O Al ，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32O Al 成分溶解于氢氧化钠（NaOH ）溶液中，将得到的偏铝酸钠（2NaAlO ）溶液，冷却至过饱和态，加水分解就会析出氢氧化铝（3)(OH Al ）沉淀，再将它煅烧即可得到32O Al 。
但在制备高纯度32O Al 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[6]。
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Al2O3纯度高、细度小(约1m μ以下)，且颗粒分布范围窄、团聚程度轻。
表1 氧化铝陶瓷的功能3.232O Al 的预烧预烧是氧化铝陶瓷生产中重要环节之一。
由于工业32O Al 中含有γ-32O Al ，它在1200℃以上将不可逆地转变为α-32O Al ，伴有14%左右的体积收缩。
为消除这种收缩，在制坯前应对工业32O Al 进行预烧，O Na 2、CaO 等会影响α-32O Al 的转化率，使其含量达不到要求。
预烧也可以除去O Na 2等物质，提高原料的纯度。
预烧方法不同、添加物不同、气氛不同，预烧质量也不一样。
工业中预烧氧化铝时，通常要加入适量添加物，如43BO H 、F NH 4、3AlF 等，加入量一般为0.3%～3%，添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除O Na 2等杂质。
硼酸盐除碱效果好，氟化物可促进晶型转变，且收缩大、活性好[7]。
还原气氛也有利于排除O Na 2等杂质。
预烧质量还与预烧温度有关：预烧温度偏低，则不能完全转变成α-32O Al ，且电性能降低；若温度过高，粉料烧结，α-32O Al 晶粒异常长大、硬度高，不易粉碎，且烧结活性低[8]，制品难以烧结，不利于形成均匀的结构。
一般情况下，32O Al 粉体煅烧温度控制在1400～1450℃[9]。
3.332O Al 粉体的制备由于颗粒细度对制品性能影响很大，预烧过的32O Al 需要粉碎磨细。
超细、活性高的32O Al 粉体制备是获得细晶而高强氧化铝陶瓷的首要条件。
32O Al 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32O Al 粉体粒度，有利于制备高性能的32O Al 制品。
制作氧化铝陶瓷的微粉最佳粒度为0.1～1m μ，我国目前一般在7m μ左右，这是国内氧化铝陶瓷质量不如国外产品质量的主要原因。
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[10]。
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。
而颗粒粗又易造成难以烧结，当>5m μ颗粒含量大于10%～15%时，对烧结有明显的妨碍作用[8]，因此，大小颗粒应合理级配。
4氧化铝陶瓷的成型工艺4.1成型辅助剂由于氧化铝陶瓷成形料是以瘠性料为主，常需要加入聚乙烯醇(PV A)；聚乙烯醇缩丁醛(PVB)；聚乙二醇(PEG)；甲基纤维素(MC)；羟甲基纤维素(CMC)；乙基纤维素(EC)；羟丙基纤维素(HPC)等粘合剂。
除了粘合剂外，还有润滑剂、增塑剂、抗絮凝剂、湿润剂、抗静电剂、消泡剂，鳌合剂、杀菌剂等等。
成型前将这些辅助剂与原料混合均化，以提高粉料的成形性能和坯体强度。
4.2成型方法4.2.1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。