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纳米三氧化二铝在结构陶瓷烧结中的重要作用
发布时间:2016-08-17        浏览次数:26        返回列表

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氧化铝陶瓷(alumina ceramics )是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料,由于α-Al2O3具有熔点高,硬度大,耐化学fu蚀,优良的介电性,是氧化铝各种形态中最稳定的晶型,也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。

用α-Al2O3为原料指的氧化铝陶瓷结构件材料,其机械性能、高温性能、介电性能及耐化学fu蚀性能都是非常优异的。

降低陶瓷烧结温度:

1)工业中预烧氧化铝时,通常要加入适量的添加物,如H3BO4NH4FAlF3、高纯纳米氧化铝(VK-L30)等,。添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。加入10%~15%的高纯纳米氧化铝,可以降低烧结温度70-100度。

提高陶瓷的密度和强度:

由于Al2O3陶瓷坯体熔点高,较难烧结,若加入某种添加剂,则可以改善烧结性能,促进烧结。就添加剂来说,大致可分为以下两大类:一类是与Al2O3生成固溶体,一类是能生成液相。

第一类添加剂为变价氧化物,有高纯纳米氧化铝(VK-L30)、TiO2Cr2O3Fe2O3MnO2等。由于其晶格常数与Al2O3的相接近,因此通常能与Al2O3生成固溶体。同时它们是变价氧化物,由于变价作用,使Al2O3瓷产生缺陷,活化晶格,促进烧结。尽管添加剂有多种,对于高纯瓷件来说最适合的添加剂为高纯纳米氧化铝(VK-L30)。例如,加入10~15%的高纯纳米氧化铝 ,可以使Al2O3瓷的烧结温度降低70~100℃,大大节约能源,并且高纯纳米氧化铝不属于外来杂质,大大提高了产品质量。

另一类添加剂即由于生成液相,降低烧成温度而促进Al2O3的烧结。这一类添加剂有高岭土、SiO2CaOMgO等。这时由于它们能与其它外加剂生成二、三元或更复杂的低共熔物。由于出现液相,即液相对固相的表面湿润力和表面张力,使固相粒子靠紧并填充气孔。

氧化铝陶瓷的性能与应用

1. 性能

(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℃。利用其机械强度,可以制成装置瓷和其他机械构件。添加纳米氧化铝烧结的陶瓷强度提高,不容易断裂。

(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、电路管壳等。

(3)硬度高。莫氏硬度为9,加上优良的抗磨损性,广泛用以制造磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。

(4)熔点高,抗fu蚀。熔点2050 ℃,能较好地抗BeSrNiAlVTaMnFeCo等熔融金属的侵蚀。对NaOH、玻璃、炉渣的侵蚀也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、热电偶保护套等。

(5)光学特性。可以制成透光材料(透光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。

(6)离子导电性。用作太阳能电池材料和蓄电池材料。

应用范围:

用量:推荐用量为10左右%,使用者应根据不同体系经过试验决定最佳添加量。

包装:20公斤/