氧化鋁陶瓷介紹

2021/10/10 分類:氧化鋁特陶百科 1784 0

概要：氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁（Al2O3）為主體的陶瓷材料。氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種。

知識點名稱：氧化鋁陶瓷

關鍵詞：氧化鋁,Al2O3,99瓷,95瓷,90瓷,85瓷,高鋁瓷

相關概念和介紹：

氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁（Al2O3）為主體的陶瓷材料。氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。高純型氧化鋁陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種。

常用成型：氧化鋁陶瓷制品的主要成型方法有干壓、等靜壓、注塑和流延，不同的產品形狀、尺寸、復雜造型與精度的產品需要不同的成型方法。

干壓成型：氧化鋁陶瓷干壓成型技術僅限于形狀單純且內壁厚度超過1mm，長度與直徑之比不大于4∶1的物件。成型方法有單軸向或雙向。壓機有液壓式、機械式兩種，可呈半自動或全自動成型方式。壓機最大壓力為200Mpa。產量每分鐘可達15～50件。由于液壓式壓機沖程壓力均勻，故在粉料充填有差異時壓制件高度不同。而機械式壓機施加壓力大小因粉體充填多少而變化，易導致燒結后尺寸收縮產生差異，影響產品質量。因此干壓過程中粉體顆粒均勻分布對模具充填非常重要。充填量準確與否對制造的氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。粉體顆粒以大于60μm、介于60～200目之間可獲最大自由流動效果，取得最好壓力成型效果。

注漿成型法：注漿成型是氧化鋁陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形復雜的部件。注漿成型的關鍵是氧化鋁漿料的制備。通常以水為熔劑介質，再加入解膠劑與粘結劑，充分研磨之后排氣，然后倒注入石膏模內。由于石膏模毛細管對水分的吸附，漿料遂固化在模內。空心注漿時，在模壁吸附漿料達要求厚度時，還需將多余漿料倒出。為減少坯體收縮量、應盡量使用高濃度漿料。氧化鋁陶瓷漿料中還需加入有機添加劑以使料漿顆粒表面形成雙電層使料漿穩定懸浮不沉淀。此外還需加入乙烯醇、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分散劑，目的均在于使漿料適宜注漿成型操作。

燒成技術：

將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料的技術方法叫燒結。燒結即將坯體內顆粒間空洞排除，將少量氣體及雜質有機物排除，使顆粒之間相互生長結合，形成新的物質的方法。

燒成使用的加熱裝置最廣泛使用電爐。除了常壓燒結即無壓燒結外，還有熱壓燒結及熱等靜壓燒結等。連續熱壓燒結雖然提高產量，但設備和模具費用太高，此外由于屬軸向受熱，制品長度受到限制。熱等靜壓燒成采用高溫高壓氣體作壓力傳遞介質，具有各向均勻受熱之優點，很適合形狀復雜制品的燒結。由于結構均勻，材料性能比冷壓燒結提高30～50%。比一般熱壓燒結提高10-15%。因此，一些高附加值氧化鋁陶瓷產品或國防軍工需用的特殊零部件、如陶瓷軸承、反射鏡、核燃料及槍管等制品、場采用熱等靜壓燒成方法。此外，微波燒結法、電弧等離子燒結法、自蔓延燒結技術亦正在開發研究中。

精加工：

有些氧化鋁陶瓷材料在完成燒結后，尚需進行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光潔度、如鏡面一樣，以增加潤滑性。由于氧化鋁陶瓷材料硬度較高，需用更硬的研磨拋光磚材料對其作精加工。如SIC、B4C或金剛鉆等。通常采用由粗到細磨料逐級磨削，最終表面拋光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金剛鉆膏進行研磨拋光。此外激光加工及超聲波加工研磨及拋光的方法亦可采用。

氧化鋁陶瓷的優點：

1、氧化鋁陶瓷具有優良的絕緣性，高頻損耗比較小但是高頻絕緣性好的特點；

2、氧化鋁陶瓷具有耐熱性，具有熱膨脹系數小，機械強度大以及熱傳導率好等特點。

3、氧化鋁陶瓷具有耐化學腐蝕性和熔融金屬性等特點。

4、氧化鋁陶瓷不燃、不銹堅固的不容易易損壞是有著其它有機材料和金屬材料不可比擬的優良性質。

5、氧化鋁陶瓷耐磨性，但是硬度與剛玉相同，能達到莫氏硬度九級耐磨性要與超硬合金相匹敵。

應用:

常見的產品有：密封配件、閥座、機械部件、高溫電絕緣體、高壓絕緣子、電子元件與基板、防彈裝甲、軸承、耐磨或耐腐蝕內襯、半導體零件、激光腔、塔板、噴砂噴嘴、磨刀器、微波組件、無摩擦離合器、高溫窯具等。

高純型氧化鋁陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其燒結溫度高達1650—1990℃，透射波長為1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代鉑坩堝；利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管；在電子工業中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。

普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種，有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件；85瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機械強度，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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