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高純納米氧化鋁在陶瓷中的作用-降低燒結(jié)溫度

2017-03-16 08:38 來(lái)源：項(xiàng)目加盟網(wǎng) 瀏覽量:371

晶瑞

投資金額：3-5萬(wàn)

企業(yè)名稱：宣城（晶瑞）新材料有限公司

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氧化鋁陶瓷（alumina ceramics ）是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔點(diǎn)高，硬度大，耐化學(xué)腐蝕，優(yōu)良的介電性，是氧化鋁各種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化鋁的晶型。

用α-Al2O3為原料制備的氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)件材料，其機(jī)械性能、高溫性能、介電性能及耐化學(xué)fu蝕性能都是非常優(yōu)異的。

影響預(yù)燒質(zhì)量的因素：

1）工業(yè)中預(yù)燒氧化鋁時(shí)，通常要加入適量的添加物，如H3BO4，NH4F，AlF3、高純納米氧化鋁（VK-L30）等。添加物可以降低預(yù)燒溫度、促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)化、排除Na2O等雜質(zhì)。加入5%~15%的高純納米氧化鋁，可以降低燒結(jié)溫度50-100度。

添加劑的影響：

由于Al2O3陶瓷坯體熔點(diǎn)高，較難燒結(jié)，若加入某種添加劑，則可以改善燒結(jié)性能，促進(jìn)燒結(jié)。就添加劑來(lái)說(shuō)，大致可分為以下兩大類：一類是與Al2O3生成固溶體，一類是能生成液相。

第一類添加劑為變價(jià)氧化物，有高純納米氧化鋁（VK-L30）、TiO2、Cr2O3、Fe2O3及MnO2等。由于其晶格常數(shù)與Al2O3的相接近，因此通常能與Al2O3生成固溶體。同時(shí)它們是變價(jià)氧化物，由于變價(jià)作用，使Al2O3瓷產(chǎn)生缺陷，活化晶格，促進(jìn)燒結(jié)。盡管添加劑有多種，對(duì)于高純瓷件來(lái)說(shuō)最適合的添加劑為高純納米氧化鋁（VK-L30）。例如，加入5~15%的高純納米氧化鋁，可以使Al2O3瓷的燒結(jié)溫度降低50~150℃ ，大大節(jié)約能源，并且高純納米氧化鋁不屬于外來(lái)雜質(zhì)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

另一類添加劑即由于生成液相，降低燒成溫度而促進(jìn)Al2O3的燒結(jié)。這一類添加劑有高嶺土、SiO2、CaO、MgO等。這時(shí)由于它們能與其它外加劑生成二、三元或更復(fù)雜的低共熔物。由于出現(xiàn)液相，即液相對(duì)固相的表面濕潤(rùn)力和表面張力，使固相粒子靠緊并填充氣孔。

氧化鋁陶瓷的性能與應(yīng)用

1. 性能

（1）機(jī)械強(qiáng)度高。Al2O3瓷燒結(jié)產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度可達(dá)250MPa，熱壓產(chǎn)品可達(dá)500MPa。 Al2O3成分愈純，強(qiáng)度愈高。強(qiáng)度在高溫下可維持到900℃。利用其機(jī)械強(qiáng)度，可以制成裝置瓷和其他機(jī)械構(gòu)件。添加納米氧化鋁燒結(jié)的陶瓷強(qiáng)度提高，不容易斷裂。

（2）電阻率高，電絕緣性能好。常溫電阻率1015Ω·cm，絕緣強(qiáng)度15kV/mm。利用其絕緣性和強(qiáng)度，可以制成基板、管座、火花塞、電路管殼等。

（3）硬度高。莫氏硬度為9，加上優(yōu)良的抗磨損性，廣泛用以制造刀具、磨輪、磨料、拉絲模、擠壓模、軸承等。

（4）熔點(diǎn)高，抗fu蝕。熔點(diǎn)2050 ℃，能較好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta、Mn、Fe、Co等熔融金屬的侵蝕。對(duì)NaOH、玻璃、爐渣的侵蝕也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、爐管、玻璃拉絲坩堝、空心球、熱電偶保護(hù)套等。

（5）化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。Al2O3可以制成坩堝、人體關(guān)節(jié)、人工骨、涂層多晶氧化鋁陶瓷人工牙齒等。

（6）光學(xué)特性。可以制成透光材料（透光Al2O3瓷），用以制造鈉蒸汽燈管、微波整流罩、紅外窗口、激光振蕩元件等。

（7）離子導(dǎo)電性。用作太陽(yáng)能電池材料和蓄電池材料。

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