氧化铝-氧化锆复合陶瓷粉体的水热法制备及高温灼烧处理

高温氧化铝陶瓷制备工艺与性能研究高温氧化铝陶瓷是一种常见的耐火材料，其优异的高温稳定性和耐腐蚀性使其在许多领域有广泛应用。

本文旨在探讨高温氧化铝陶瓷的制备工艺和性能研究。

一、高温氧化铝陶瓷的制备工艺高温氧化铝陶瓷的制备工艺包括原料处理、成型、烧结等多个环节。

其中原料处理是关键的一步，它直接影响到最终制品的物理和化学性能。

通常采用Al(OH)3为原料，先进行脱水反应生成Al2O3，然后将Al2O3通过球磨机打成粉末，并进行筛分和精细篦分，以保证粉末的均匀性和细度。

成型包括浇铸成型、挤压成型、注塑成型等多种方式，不同的成型方式对最终制品的物理和化学性能也有影响。

烧结是最后的一步，高温氧化铝陶瓷的烧结温度通常在1600℃以上，烧结时间也根据制品尺寸等因素而有所不同。

二、高温氧化铝陶瓷的性能研究1.力学性能高温氧化铝陶瓷的力学性能是其重要的性能指标之一，包括强度、韧性、断裂韧性等。

强度主要受制品的成型方式和烧结工艺的影响，通常为200 MPa以上。

韧性和断裂韧性是反映高温氧化铝陶瓷抗裂纹扩展和断裂的重要指标，常用的测试方法包括断裂韧性试验、冲击韧性试验等。

2.电学性能高温氧化铝陶瓷的电学性能是其在一些特殊应用中的重要指标。

通常包括介电常数、介电损耗等。

介电常数是反映材料在电场中响应程度的重要指标，通常为8左右。

介电损耗是反映材料电导率大小的重要指标，通常为10-5以下。

3.热学性能高温氧化铝陶瓷的热学性能是其在高温环境下稳定性的重要指标。

常用的测试方法包括热膨胀系数、热导率等。

热膨胀系数是反映材料在温度变化时膨胀或收缩的程度，通常为7×10-6/℃左右。

热导率是反映材料导热性能的重要指标，通常为20 W/mK左右。

三、高温氧化铝陶瓷的应用领域高温氧化铝陶瓷广泛应用于冶金、电子、化工、航空等多个领域。

在冶金行业中，高温氧化铝陶瓷被广泛应用于高温电解槽、高温炉衬等领域。

在电子行业中，高温氧化铝陶瓷被广泛应用于电容器、防静电材料等领域。

功能性陶瓷材料的合成及性能调控功能性陶瓷材料是一类具有特定功能和性能的材料，具有在特定环境下实现特定功能的能力。

功能性陶瓷材料具有广泛的应用领域，如电子器件、传感器、能源存储和转化等。

本文将重点介绍功能性陶瓷材料的合成方法和性能调控策略。

一、功能性陶瓷材料的合成方法功能性陶瓷材料可以通过多种方法进行合成，其中最常用的方法包括溶胶-凝胶法、高温固相法和水热法等。

以下分别介绍这几种合成方法的特点和应用。

1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的功能性陶瓷材料合成方法。

它通过在溶液中形成稳定胶体颗粒后，经过凝胶和煅烧等工艺步骤，得到陶瓷材料。

该方法适用于多种陶瓷材料的制备，具有制备简单、工艺条件温和、成本低等优点。

2. 高温固相法高温固相法是一种通过高温下两种或多种化合物的固态反应得到陶瓷材料的方法。

该方法适用于需要高温稳定的材料合成，例如氧化锆、氧化铝等。

它具有制备高纯度材料、晶粒尺寸可控等优点，但需要较高的合成温度和较长的反应时间。

3. 水热法水热法是一种将化学反应在高温高压水溶液中进行的方法。

该方法适用于制备微纳米级陶瓷材料，具有合成条件温和、反应速度快、晶型可控等特点。

此外，水热法还可以用于合成复杂的多组分材料，例如铁酸铁锂材料。

二、功能性陶瓷材料的性能调控策略功能性陶瓷材料的性能调控是实现其特定功能的关键。

以下介绍几种常见的性能调控策略。

1. 成分调控成分调控是通过调整材料的化学成分来改变其性能。

例如，通过改变材料中的掺杂元素浓度或种类，可以调控材料的导电性、磁性等功能性质。

成分调控需要研究人员深入理解材料的化学组成和结构特征。

2. 结构调控结构调控是通过改变材料的晶体结构或形态来调控其性能。

例如，通过控制陶瓷材料的烧结工艺和煅烧温度，可以改变其晶粒尺寸和晶界特征，从而影响材料的力学性能和导电性能。

此外，通过引入纳米尺度结构或设计多级孔结构等方法，也可以实现对陶瓷材料性能的调控。

3. 界面调控界面调控是通过改变材料与其它材料之间的界面相互作用来调控其性能。

水热法制备氧化铝多孔陶瓷材料胡淑娟;Faizan Haseeb ASLAM;Md Eddris ALI;Bisrat Kidane GEBREMESKEL;张跃【摘要】采用胶态成型工艺,以氧化铝粉体为原料,以聚二甲基二烯丙基氯化铵为分散剂,酸性铝溶胶为粘结剂,制备出多孔氧化铝素坯,并对其加以水热处理,以增强其力学性能.研究了分散剂添加量对浆料流变性的影响,溶胶的浓度及水热时间对多孔陶瓷微观结构、力学性能的影响.研究结果表明:分散剂的添加量为0.3 wt.％时,浆料的粘度最低;通过控制溶胶浓度及水热时间可制备出气孔率为57.59％,抗压强度为13.54 MPa的孔隙结构均匀的氧化铝多孔陶瓷材料.【期刊名称】《中国陶瓷工业》【年(卷),期】2019(026)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】多孔陶瓷;水热法;氧化铝;溶胶;气孔率【作者】胡淑娟;Faizan Haseeb ASLAM;Md Eddris ALI;Bisrat Kidane GEBREMESKEL;张跃【作者单位】梧州学院机械与材料工程学院,广西梧州 543002;北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191;梧州学院机械与材料工程学院,广西梧州543002;梧州学院机械与材料工程学院,广西梧州 543002;梧州学院机械与材料工程学院,广西梧州 543002;北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京 100191【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750 引言与传统致密材料相比，多孔陶瓷材料表现出优异的性能。

例如，较低的热导率、较高的比表面积、较好的抗热震、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损及热稳定性等[1-4]。

近年来，多孔陶瓷材料常作为吸声减震、气体液体过滤、隔热保温、催化剂载体、化学传感器、生物陶瓷元件广泛应用于建筑、环保、冶金、机械、医学、电化学、石油化工、交通运输、航空航天等领域[5-7]。

胶体成型工艺是制备高品质陶瓷材料的最有前景的方法之一。

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。

氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷制备及性能研究邓茂盛【摘要】本实验以纳米3Y-TZP和微米Al2O3为主要原料,采用常压烧结法制备致密的纳米ZTA复相陶瓷材料.当3Y-TZP含量为30wt％时,其相对密度达到最高,如烧结温度为1 400℃,试样的相对密度高达96.35％.在烧结温度范围内,试样中的颗粒会随着烧结温度的升高而增大,Al2O3颗粒随着3Y-TZP含量的增加而变小.纳米级的3Y-TZP颗粒会形成“内晶型”结构.在烧结温度为1 450℃时,含30wt％3Y-TZP的试样抗弯强度高达441.22 MPa.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】6页(P30-35)【关键词】复相陶瓷;烧结温度;晶相组成;抗弯强度;硬度【作者】邓茂盛【作者单位】榆林市新科技开发有限公司陕西榆林718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75氧化铝陶瓷材料是现代无机非金属材料中的一个重要组成部分，其具有其它许多材料所没有的优良的性能。

然而，由于氧化铝陶瓷存在室温强度低、断裂韧度差、脆性大的缺点，使其应用范围受到一定的限制[1]。

而氧化锆具有好的断裂韧性，其可以通过相变增韧来提高材料的力学性能，人们根据此原因研制出氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷[2]。

近年来，纳米复合材料的研究成为材料科学领域的一个热点，尤其是以氧化铝为基体的陶瓷[3]。

ZTA复相纳米陶瓷逐渐发展起来，利用相变增韧和第二相纳米颗粒增韧的叠加作用来改善Al2O3力学性能，被广泛应用于各项领域。

本研究是以纳米3Y-TZP和微米Al2O3为原料，采用液相烧结方式制备3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷。

在最佳烧结条件下，研究不同含量的纳米3Y-TZP对3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷的致密化、相组成、显微结构以及力学性能的影响，并对其复相陶瓷的增韧机理进行探讨。

1 实验内容1.1 实验原料实验所用的原料如表1所示。

表1 实验所用的原料表名称化学式生产厂家纯度八水氧氯化锆ZrOCl2·8H2O国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.0%六水硝酸钇Y(NO3)3·6H2O国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.0%二氧化钛TiO2国药集团化学试剂有限公司化学纯,纯度≥98.0%二氧化锰MnO2天津市福晨化学试剂厂分析纯,纯度≥85.0%氧化铝Al2O3浙江省乐清市超微细化工有限公司—无水乙醇C2H5OH国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.7%氨水NH3·H2O天津市福晨化学试剂厂分析纯,氨含量25%～28%聚乙二醇1000H(OCH2CH2)nOH国药集团化学试剂有限公司化学纯PVA[C2H4OCH]n自制5g/100ml去离子水H2O自制—1.2 试样的配方样品的编号采用以下方式：以组份中的质量百分比进行编号。

玻璃陶瓷复合材料的制备及其性能研究在如今的科技发展日新月异的时代，为了适应不断变化的需求，各种材料都在不断被研发和推广。

其中，玻璃陶瓷复合材料作为一种新型材料已经逐渐应用到生产和实践中。

本文将从制备和性能两个方面来探讨玻璃陶瓷复合材料。

一、制备玻璃陶瓷复合材料是由玻璃、氧化铝和氧化锆等陶瓷颗粒组成的。

其制备过程主要包括粉末的制备和成型工艺两个步骤。

1.粉末的制备粉末的制备过程是制备玻璃陶瓷复合材料的关键。

通常，选择合适的原材料是制备成功的前提。

同时，为了得到稳定的粉末体系，在实际生产中，常使用理化方法、凝胶法、水热法等多种方法进行粉末的制备。

（1）理化法利用相应的化学原理，制备合适的物质进行处理，得到所需的材料粉末。

例如，利用水热合成路易斯酸和碱的离子反应制备铝氧体和锆氧体的粉末。

（2）凝胶法在凝胶法中，将氧化铝和氧化锆悬浊液加入可以生成凝胶的化学物质（如硝酸铝、氯化锆、硝酸铅等）中制备所需的粉末。

（3）水热法在水热法中，将氧化铝和氧化锆的混合物加入含有相应化学物质的水溶液中。

在设定好的温度和时间条件下，得到所需要的粉末。

2.成型工艺从制备材料的角度分析，研究制备材料的成型方法的优化是非常必要且重要的。

常用的成型方法包括：压制、注射成型、挤压成型、模压和3D打印等。

（1）压制制备过程中，将所需的粉末压缩成固体，之后再通过烧结和高温处理得到所需的终产品。

（2）注射成型在注射成型中，将粉末混合物加入注射机中，通过注射器将混合物注入一个模具中，依靠模具的形状来进行成型。

（3）挤压成型在挤压成型中，将粉末混合物通过挤压机挤压成形，依靠挤压机的压力来进行成型。

（4）模压在模压中，将粉末混合物压入一个模具中进行成型，通过模具的形状来进行成型。

（5）3D打印使用3D打印技术可以制造出复杂的玻璃陶瓷复合材料件。

只要在计算机上进行设计，并且设置好对应的参数，就可以通过机器进行制造。

二、性能1.物理性能玻璃陶瓷复合材料的物理性能主要包括机械性能、热膨胀系数、热导率、热稳定性等方面。