氧化铝陶瓷介绍

2021/10/10 分类:氧化铝特陶百科 1955 0

概要：氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al2O3）为主体的陶瓷材料。氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种。

知识点名称：氧化铝陶瓷

关键词：氧化铝,Al2O3,99瓷,95瓷,90瓷,85瓷,高铝瓷

相关概念和介绍：

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al2O3）为主体的陶瓷材料。氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种。

常用成型：氧化铝陶瓷制品的主要成型方法有干压、等静压、注塑和流延，不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为200Mpa。产量每分钟可达15～50件。由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60～200目之间可获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。

注浆成型法：注浆成型是氧化铝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、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

烧成技术：

将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除，将少量气体及杂质有机物排除，使颗粒之间相互生长结合，形成新的物质的方法。

烧成使用的加热装置最广泛使用电炉。除了常压烧结即无压烧结外，还有热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量，但设备和模具费用太高，此外由于属轴向受热，制品长度受到限制。热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质，具有各向均匀受热之优点，很适合形状复杂制品的烧结。由于结构均匀，材料性能比冷压烧结提高30～50%。比一般热压烧结提高10-15%。因此，一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。此外，微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。

精加工：

有些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后，尚需进行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样，以增加润滑性。由于氧化铝陶瓷材料硬度较高，需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SIC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削，最终表面抛光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。

氧化铝陶瓷的优点：

1、氧化铝陶瓷具有优良的绝缘性，高频损耗比较小但是高频绝缘性好的特点；

2、氧化铝陶瓷具有耐热性，具有热膨胀系数小，机械强度大以及热传导率好等特点。

3、氧化铝陶瓷具有耐化学腐蚀性和熔融金属性等特点。

4、氧化铝陶瓷不燃、不锈坚固的不容易易损坏是有着其它有机材料和金属材料不可比拟的优良性质。

5、氧化铝陶瓷耐磨性，但是硬度与刚玉相同，能达到莫氏硬度九级耐磨性要与超硬合金相匹敌。

应用:

常见的产品有：密封配件、阀座、机械部件、高温电绝缘体、高压绝缘子、电子元件与基板、防弹装甲、轴承、耐磨或耐腐蚀内衬、半导体零件、激光腔、塔板、喷砂喷嘴、磨刀器、微波组件、无摩擦离合器、高温窑具等。

高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

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