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5N高純氧化鋁在結(jié)構(gòu)陶瓷件中的重要作用

15867120050，qq: 1980779123 徐經(jīng)理

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)腐蝕性能都是非常優(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、高純氧化鋁（VK-L100G）等，加入量一般為0.3%~3%。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)。硼酸鹽除堿效果好；氟化物可促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)變，且收縮大、活性好；高純氧化鋁（VK-L100G）降低燒結(jié)溫度好。

2）預(yù)燒質(zhì)量與預(yù)燒溫度有關(guān)。預(yù)燒溫度偏低，則不能完全轉(zhuǎn)變成α-Al2O3 ，且電性能降低；若預(yù)燒溫度過高，則粉料發(fā)生燒結(jié)，不易粉碎，且活性降低。一般情況下， Al2O3 粉體煅燒溫度控制在1400~1450 ℃ 。

3）氣氛對Al2O3的預(yù)燒質(zhì)量影響也很大。以CO+H2最好。

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)。就添加劑來說，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5N高純氧化鋁（VK-L100G）、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，對于高純瓷件來說最適合的添加劑為5N高純氧化鋁（VK-L100G）。例如，加入0.5~1%的5N高純氧化鋁 ，可以使Al2O3瓷的燒結(jié)溫度降低150~200℃ ，大大節(jié)約能源，并且5N高純氧化鋁不屬于外來雜質(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，即液相對固相的表面濕潤力和表面張力，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。

(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，抗腐蝕。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。許多復(fù)合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸均不與Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩堝、人體關(guān)節(jié)、人工骨、羥基磷灰石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。用作太陽能電池材料和蓄電池材料。