氧化铝陶瓷介绍与应用

1.氧化铝陶瓷简介

氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。其中Al2O3含量一般在 75%~99. 9%之间。通常以配料中的Al2O3含量来分类。含量在75%左右为“75”瓷,含量在85%的为“85”瓷,含量在95%的为“95”瓷,含量在99%的为“99”瓷。  

高纯氧化铝

 

2.氧化铝陶瓷制造

Al2O3瓷的生产工艺,由于产品性能要求不同,配方不同,形状大小不同,成型方法不同, 其生产工艺也不尽相同,其基本工序是:原料煅烧一磨细一成型一烧结

(1) 煅烧 煅烧的目的是使γ-Al2O3, 转变为α-Al2O3, 并排除原料中的Na2O等低熔点挥发物。

(2) 磨细 煅烧过的Al2O3需要进行磨细,Al2O3的细度对产品性能有很大的影响。一般要求小于1μm的颗粒占15%~30%, 若大于40%, 烧结时会出现严重的晶粒长大,当5μm的颗粒大于10%~15%会明显妨碍烧结。 采用球磨工艺,可以湿磨和干磨,干磨时加入1%~3%的外加剂,如油酸等。可以防止颗粒粘结,提高球磨效率。

(3) 成型 可以用注浆法、模压法、热压铸、热压法及等静压法等各种方法。

(4) 烧结 烧结制度对Al2O3瓷的密度及结构有很大的影响,从而也影响到产品的性能。对Al2O3瓷一般是在低于温度界限条件下,适当延长保温时间来进行烧结。

3.氧化铝陶瓷的性能与应用

Al2O3瓷的用途非常广泛,依据Al2O3含量不同,其性能不同,用途也各异。

(1) 机械强度高 Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达 250MPa, 热压产品可达500MPa。Al2O3 成分愈纯,强度愈高。强度在高温下可维持到900℃。利用Al2O3瓷的机械强度,可制成装置瓷和其他机械构件。

(2) 电阻率高,电绝缘性能好 常温电阻率1015Ω▪cm,绝缘强度 15kV/mm, 利用其绝缘性和强度,可以制成基板、管座火花塞、电路外壳等。

(3) 硬度高 莫氏硬度为9, 加上优良的抗磨损性,所以广泛地用以制造刀具、磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。用Al2O3陶瓷刀具加工汽车发动机和飞机零件时,可以以高的切削速度获得高的精度。

(4) 熔点高,抗腐蚀 熔点2050℃, 能较好地抗 Be、Sr、Ni、Al、Fe、Ta、Mn等熔融金属的侵蚀。对NaOH、玻璃、炉渣的侵蚀也有很高的抵拉能力。在惰性气氛中不与Si、Sb、 Bi作用。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、纤维、热电偶保护套等。

(5) 化学稳定性优良 许多复合的硫化物、磷化物、砷化物、氯化物、氮化物、溴化物、碘化物、氧化物以及硫酸、盐酸、 硝酸、氢氟酸不与Al2O3作用。因此Al2O3可以制成纯金属和单晶生长的坩埚、人体关节、人工骨等。

BIOLOX® 陶瓷髋关节部件

 

(6) 光学特性 可以制成透光材料(透明Al2O3瓷), 用以制造钠蒸汽灯管、微波整流罩、红外窗口、激光振荡元件等。

(7) 离子导电性 用作太阳能电池材料和蓄电池材料。

声明:本文由 CERADIR 先进陶瓷在线平台的入驻企业/个人提供或自网络获取,文章内容仅代表作者本人,不代表本网站及 CERADIR 立场,本站不对文章内容真实性、准确性等负责,尤其不对文中产品有关功能性、效果等提供担保。本站提醒读者,文章仅供学习参考,不构成任何投资及应用建议。如需转载,请联系原作者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请与我们联系,我们将在第一时间处理!本站拥有对此声明的最终解释权。