一、氧化鋁陶瓷簡介

氧化鋁陶瓷資料。存在機械強度高、硬度大、高頻介電損耗小、高溫絕緣電阻高、耐化學腐化性跟導熱性良好等精良綜合技巧機能。同時其生產原料來源廣、價格廉價、加工制造技巧較為成熟等上風，故已被普遍利用于電子、電器、機械、化工、紡織、汽車、冶金跟航空航天等行業，成為目前世界上用量的氧化物陶瓷資料。

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氧化鋁陶瓷是一種以α氧化鋁為主晶相的陶瓷資料，氧化鋁含量個別在75~99.9%之間，通常習慣以氧化鋁的含量來分類。氧化鋁的含量在75%左右稱為“75瓷”，含量在85%左右稱作“85瓷”，含量在99%左右稱作“99瓷”。含量在99%以上的稱作剛玉瓷或純剛玉瓷。

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99瓷氧化鋁瓷資料重要用于制造高溫坩堝、耐火爐管及特別耐磨資料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95氧化鋁瓷重要用作耐腐化、耐磨部件；85瓷中因為常摻入局部滑石，進步了電機能與機械強度，可與鉬、鈮、鉭等金屬封接，有的用作電真空裝置器件。

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氧化鋁有α、β、γ、δ等11種變體，其中重要是α、γ兩種晶型，而且只有一種熱力學牢固相，即α氧化鋁。而β氧化鋁是含堿的鋁酸鹽(R2O·11Al2O3或RO·6Al2O3)。它們的結構各不雷同。

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氧化鋁陶瓷

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　　二、氧化鋁陶瓷低溫燒結技巧

因為氧化鋁熔點高達2050℃，導致氧化鋁陶瓷的燒結溫度普遍較高，從而使得氧化鋁陶瓷的制造須要利用高溫發熱體或高品質的燃料以及高等耐火資料作窯爐跟窯具，這在一定水平上限度了它的生產跟更普遍的利用。因此，降落氧化鋁陶瓷的燒結溫度，降落能耗，縮短燒成周期，減少窯爐跟窯具損耗，從而下降生產本錢，始終是企業所關懷跟急需解決的重要課題。

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當前各種氧化鋁瓷的低溫燒結技巧，演繹起來，重要是從原料加工、配方設計跟燒成工藝等三方面來采取辦法，下面分辨加以概述。

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1、通過降落氧化鋁陶瓷體的粒徑，進步粉體活性來降落瓷體燒結溫度。

粉體存在較高的名義自由能。粉體的這種名義能是其燒結的內在能源。因此，Al2O3粉體的顆粒越細，活化水平越高，粉體就越輕易燒結，燒結溫度越低。在氧化鋁瓷低溫燒結技巧中，利用高活性易燒結氧化鋁陶瓷體作原料是重要的手段之一，因此粉體系備技巧成為陶瓷低溫燒結技巧中一個基本環節。

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目前，制備超粗活化易燒結氧化鋁陶瓷體的方法分為二大類，一類是機械法，另一類是化學法。機械法是用機械外力作用使Al2O3粉體顆粒細化，常用的破碎工藝有球磨破碎、振磨破碎、砂磨破碎、氣流破碎等等。通過機械破碎方法來進步粉料的比名義積，只管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的均勻粒徑小至1μｍ左右或更細一點，而且有粒徑散布范疇較寬，輕易帶入雜質的毛病。

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近年來，采取濕化學法制造超細高純Al2O3粉體發展較快，其中較為成熟的是溶膠—凝膠法。因為溶膠高度牢固，因此可將多種金屬離子均勻、牢固地散布于膠體中，通過進一步脫水形成均勻的凝膠，再經過適合的處理便可獲得活性高的超微粉混淆氧化物或均一的固溶體。

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2、通過瓷料配方設計摻雜降落瓷體燒結溫度

氧化鋁陶瓷的燒結溫度重要由其化學組成中氧化鋁的含量來決定，氧化鋁含量越高，瓷料的燒結溫度越高，除此之外，還與瓷料組成體系、各組成配比以及增加物品種有關。因此，在保障瓷體滿意產品利用目標跟技巧請求的前提下，咱們可能通過配方設計，抉擇公道的瓷料體系，加入恰當的助燒增加劑，使氧化鋁陶瓷的燒結溫度盡可能降落。

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目前配方設計中所加入的各種增加劑，依據其增進氧化鋁陶瓷燒結的作用機理不同，可能將它們分為形成新相或固溶體的增加劑跟生成液相的增加劑二大類。

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類：與氧化鋁形成新相或固溶體的增加劑

這類增加劑是一些與氧化鋁晶格常數相瀕臨的氧化物，如TiO2、Cr2O3、fe2O3、MnO2等。這類增加劑增進氧化鋁瓷燒結的作用存在一定的法則性：

　　A、能與氧化鋁形成有限固溶體的增加劑較形成連續固溶體的增加劑的降溫作用更大；

　　B、可變價離子一類增加劑比不變價的增加劑的作用大；

　　C、陽離子電荷多的、電價高的增加劑的降溫作用更大。須要留神的是，因為這類增加劑是在缺乏液相的前提下燒結的，故晶體內的氣孔較難填充，氣密性較差，因此電氣機能降落較多，在配方設計時要加以考慮。?

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第二類：燒成中形成液相的增加劑

這類增加劑的化學成分重要有SiO2、Ca

　　O、Mg

　　O、Sr

　　O、BaO等，它們能與其它成分在燒成進程中形成二元、三元或多元低共熔物。因為液相的生成溫度低，因此大大地降落了氧化鋁瓷的燒結溫度。當有相稱量的液相呈現，固體顆粒在液相中有一定的溶解度及固相顆粒能被液相潤濕時，其增進燒結作用也更明顯。其作用機理在于液固相名義的潤濕力及名義張力，兩者使得固相顆粒湊近并填充氣孔。此外，燒結進程中因渺小有缺點的晶體名義活性大，故在液相中的溶解度要比大晶體的大得多。這樣，燒結進程中小晶體一直長大，氣孔減小，呈現重結晶。為了避免因重結晶使晶粒過分長大，影響陶瓷的機械機能，在配方設計中需考慮選用一些對晶粒增大無影響甚至能克制晶粒增大的增加物，如Mg

　　O、CuO跟NiO等。?

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3、采取特別燒成工藝降落瓷體燒結溫度

采取熱壓燒結工藝，在對坯體加熱的同時進行加壓，那么燒結不僅是通過擴散傳質來實現，此時塑性流動起了重要作用，坯體的燒結溫度將比常壓燒結低很多，因此熱壓燒結是降落Al2O3陶瓷燒結溫度的重要技巧之一。目前熱壓燒結法中有壓力燒結法跟高溫等靜壓燒結法二種。HIP法可使坯體受到各向同性的壓力，陶瓷的顯微結構比壓力燒結法更加均勻。就氧化鋁瓷而言，假如常壓下個別燒結必須燒至1800℃以上的高溫，熱壓20MPa燒結，在1000℃左右的較低溫度下就已致密化了。熱壓燒結技巧不僅明顯降落氧化鋁瓷的燒結溫度，而且能較好地克制晶粒長大，可能獲得致密的微晶高強的氧化鋁陶瓷，特別適合透明氧化鋁陶瓷跟微晶剛玉瓷的燒結。此外，因為氧化鋁的燒結進程與陰離子的擴散速率有關，而還原氣氛有利于陰離子空位的增加，可增進燒結的進行。因此，真空燒結、氫氣氛燒結等是實現氧化鋁瓷低溫燒結的有效幫助手段。

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在實際的生產工藝中，為獲得綜合經濟效益，上述低燒技巧往往彼此配合利用，其中加入助燒增加劑的方法其它方法而言，存在本錢低、后果好、工藝簡便實用的特點。在中鋁瓷、高鋁瓷跟剛玉瓷的生產中被普遍利用。另外，從資料角度來看，通過摻雜改性技巧，大幅度進步氧化鋁陶瓷的各項機電機能，用氧化鋁含量低的瓷體取代氧化鋁含量高的瓷體，也是企業常用的降落氧化鋁陶瓷產品燒結溫度的有效技巧手段。

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