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陶瓷結構材料為什么用納米氧化鋁
- 2022-08-10-

納米氧化鋁陶瓷是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷,以α-Al2O3為原料制備的氧化鋁陶瓷結構材料具有優良的力學性能、高溫性能、介電性能和耐化學腐蝕性能。

影響老化質量的因素:

工業氧化鋁預燒結時,通常需要加入適量的添加劑,如H3BO4、NH4F、AlF3、高純納米氧化鋁(VK-L30)等。添加劑可以降低煅燒溫度,促進晶體轉化,排除 Na2O 等雜質。添加5%~15%的高純度納米氧化鋁,可降低燒結溫度50-100度。

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添加劑的作用:

由于納米氧化鋁陶瓷體的熔點高,難以燒結。如果加入一些添加劑,可以提高燒結性能,促進燒結。就添加劑而言,大致可分為以下兩類:

一種是與納米氧化鋁形成固溶體,另一種是形成液相。

此類添加劑為可變價氧化物,包括高純度納米氧化鋁、TiO2、Cr2O3、Fe2O3 和 MnO2。由于其晶格常數與Al2O3接近,通??梢耘cAl2O3形成固溶體。同時它們是價氧化物,由于價效應,

使Al2O3瓷產生缺陷,活化晶格,促進燒結。添加劑雖然有很多種,但適用于高純瓷件的添加劑是高純納米氧化鋁。例如添加5~15%的高純度納米氧化鋁,

可使Al2O3瓷的燒結溫度降低50~150℃,大大節約能源,而且高純度的納米氧化鋁不屬于外來雜質,大大提高了產品質量。

另一種添加劑是通過降低燒結溫度來促進 Al2O3 的燒結,因為形成液相。此類添加劑包括高嶺土、SiO2、CaO、MgO等。此時,因為它們可以與其他外加劑形成兩種、三種或更多種復雜的共晶。由于液相的存在,即液體對固相的表面潤濕力和表面張力使固相顆粒閉合并填充孔隙。


納米氧化鋁陶瓷的性能

(1)機械強度高。 Al2O3瓷燒結制品的抗彎強度可達250MPa,熱壓制品可達500MPa。 納米氧化鋁成分越純,強度越高。在高溫下強度可保持高達900°C。利用其機械強度,可以制作器件瓷器等機械部件。用納米氧化鋁燒結的陶瓷強度提高,不易破碎。

(2)電阻率高,電絕緣性能好。常溫電阻率為1015Ω/cm,介電強度為15kV/mm。利用其絕緣性和強度,可制成基板、插座、火花塞、電路外殼等。

(3)硬度高。莫氏硬度為9,加上優良的耐磨性,廣泛用于制造刀具、砂輪、磨具、拉絲模、擠壓模、軸承等。

(4)熔點高,耐腐蝕。熔點為2050℃,能更好地抵抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta、Mn、Fe、Co等熔融金屬的侵蝕。對NaOH、玻璃和礦渣。因此可用作耐火材料、爐管、玻璃拉絲坩堝、空心球、熱電偶保護套等。

(5) 優良的化學穩定性。許多復雜的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等,以及硫酸、鹽酸、硝酸和氫氟酸,不與Al2O3發生相互作用。因此,Al2O3可制成坩堝、人體關節、人造骨骼、羥基磷灰石涂層多晶氧化鋁陶瓷人造牙等。

(6)光學特性??芍瞥赏腹獠牧希ò胪该鰽l2O3瓷),用于制造鈉燈、微波整流罩、紅外窗、激光振蕩元件等。

(7) 離子電導率。用作太陽能電池材料和電池材料。


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