96氧化铝陶瓷烧结温度
低温烧结氧化铝陶瓷
文章编号:1671-3559(2007)01-0017-03收稿日期:2006-10-30基金项目:山东省自然科学基金(Y2006F5);济南市科技明星计划(50119)作者简介:史国普(1981-),男,内蒙古商都人,硕士生;王 志(1962-),山东莱西人,博士,教授,硕士生导师。
低温烧结氧化铝陶瓷史国普,王 志,侯宪钦,孙 翔,俎全高,徐秋红(济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022)摘 要:选用CaO-MgO-SiO 2(CMS)和TiO 2两种添加剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。
通过设计正交试验讨论烧结助剂和烧结温度对氧化铝陶瓷的相对密度的影响规律,并用扫描电子显微镜观察了不同配方氧化铝陶瓷的显微结构。
结果发现:C MS 质量分数为6%、TiO 2质量分数为1%、烧结温度为1500e 时氧化铝陶瓷的相对密度98.71%。
同时晶体发育比较均匀,没有出现晶体的异常长大和二次再结晶现象。
关键词:Al 2O 3陶瓷;相对密度;添加剂;晶体中图分类号:T B321文献标识码:A氧化铝陶瓷熔点高,硬度高,且有优良的热稳定性和化学稳定性,是优异的工程陶瓷材料之一。
但其离子键较强,从而导致其质点扩散系数低(Al 3+在1700e 时扩散系数仅10-11c m 2#s -1)、烧结温度较高。
例如99氧化铝陶瓷的烧结温度可高达近1800e 。
如此高的烧结温度将促使晶粒长大,残余气孔聚集长大,导致材料力学性能降低,同时也造成材料气密性差,且对窑炉耐火砖的损害较大。
因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度,降低能耗,缩短烧成周期,减少窑炉和窑具损耗,从而降低生产成本,一直是企业所关心和急需解决的重要课题。
对于陶瓷材料而言,一般采用两种途径来降低其烧结温度[1]:一是通过获得超细颗粒、无团聚、以及分散均匀的良好烧结活性的粉体来达到降低烧结温度的目的;二是添加适量的烧结助剂,以达到促进材料致密化并且在低温烧结的目的。
氧化铝陶瓷的制备实验指导书
实验名称：氧化铝陶瓷的制备结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定的结合剂，根据合适的配比混合后，选择适当的成型方法，制成坯体。
坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。
坯体经烧结后，宏观上的反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。
实验目的：1.选用氧化铝粉体，通过干法成型，制备氧化铝陶瓷。
2.选用合适的烧结助剂，促进氧化铝陶瓷的烧结，加深对陶瓷烧结的理解。
3.熟悉陶瓷常用物理性能的测试方法实验原理：氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱动力为粉体具有较高的表面能。
但纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低的温度下完成烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧结。
本实验中，采用向氧化铝粉体中加入适量的二氧化硅粉体以促进烧结，而达到氧化铝陶瓷烧结的目的。
实验仪器：天平、烧杯、压力机、模具、游标卡尺、电炉等实验步骤：1.配料。
将氧化铝、二氧化硅粉体按97：3的比例混合均匀，并外加入5%的水起结合作用。
2.制样。
称取适量混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。
并量尺寸，计算生坯的体积密度。
3.干燥。
将成型好的生坯充分干燥。
4.烧结。
将干燥后的生坯置于电炉内，在1500℃的条件下保温3小时。
5.检测。
测量烧后试样的尺寸，计算其体积密度。
计算烧结前后线变化率。
氧化铝陶瓷的制备实验报告1.实验目的2.实验仪器3.实验数据记录及数据处理起始物料的配比；结合剂的加入量；烧结前后试样的体积密度及质量变化；烧结前后的线变化率。
4.思考题：1）助烧剂的作用机理是什么？2）常用体积密度的测试方法有哪几种？。
各类氧化物陶瓷烧结体积变化点
各类氧化物陶瓷烧结体积变化点一、概述氧化物陶瓷作为一种重要的结构材料，其烧结性能一直备受关注。
体积变化是认识氧化物陶瓷烧结行为的重要指标之一。
本文将对各类氧化物陶瓷在烧结过程中的体积变化点进行探讨。
二、硅酸盐陶瓷烧结体积变化点1. 石英陶瓷石英陶瓷在烧结过程中，通常在1200°C左右出现大小约0.2的体积收缩。
在1300°C左右会再次出现约0.5的体积收缩。
在1400°C以上，石英陶瓷的体积基本上稳定。
2. 镁铝硅酸盐陶瓷镁铝硅酸盐陶瓷在1000°C左右会出现约1的体积收缩。
在1100°C左右再度出现体积收缩，范围在0.5-1之间。
在1200°C以上，镁铝硅酸盐陶瓷的体积基本上保持稳定。
三、氧化物陶瓷烧结体积变化点1. 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷在1200°C左右会出现0.5-1的体积收缩。
在高温下，氧化铝陶瓷的体积基本上稳定，收缩的幅度不大。
2. 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷在1300°C左右会出现约0.5的体积收缩。
在1400°C以上，氧化锆陶瓷的体积基本上保持稳定。
四、复合氧化物陶瓷烧结体积变化点1. 氧化锆复合氧化钙陶瓷氧化锆复合氧化钙陶瓷在1300°C左右会出现约0.5的体积收缩。
在1400°C以上，氧化锆复合氧化钙陶瓷的体积基本上保持稳定。
2. 氧化锆复合氧化铝陶瓷氧化锆复合氧化铝陶瓷在1300°C左右会出现约1的体积收缩。
在1400°C以上，氧化锆复合氧化铝陶瓷的体积基本上保持稳定。
五、结论在烧结过程中，不同类型的氧化物陶瓷都会出现一定程度的体积收缩。
通过了解各类氧化物陶瓷在烧结过程中的体积变化点，可以更加深入地了解其烧结行为，为优化烧结工艺提供重要依据。
值得注意的是，以上数据仅供参考，实际应用中仍需根据具体情况进行调整。
希望本文对氧化物陶瓷烧结体积变化点的研究能够为相关领域的科研工作提供一定帮助。
氧化锆粉+氧化铝粉的陶瓷烧结温度
氧化锆粉和氧化铝粉是目前制备高性能陶瓷材料中常用的原料，它们具有优良的耐高温、耐腐蚀和机械强度等特性，因此在航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用。
而通过烧结工艺将氧化锆粉和氧化铝粉制成的陶瓷制品，其烧结温度是影响陶瓷制品性能的重要因素之一。
在陶瓷烧结过程中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度不仅决定了陶瓷制品的致密度、强度和晶粒尺寸等性能，还直接影响了烧结工艺的成本和效率。
科研工作者和生产厂家一直致力于寻找最佳的氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度，以满足不同工作条件下的需求。
在实际生产中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度是根据具体的配方和烧结工艺来确定的，下面我们将结合实验数据，深入探讨氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度。
1. 影响氧化锆粉和氧化铝粉烧结温度的因素在烧结工艺中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度受到多种因素的影响。
其中主要包括原料的性质、压制工艺、烧结气氛和烧结时间等因素。
1.1 原料的性质氧化锆粉和氧化铝粉的颗粒大小、形状、晶型和纯度等性质会直接影响其烧结温度。
一般来说，颗粒尺寸较小、形状较规则的氧化锆粉和氧化铝粉在烧结过程中更容易形成致密的结构，从而降低烧结温度。
1.2 压制工艺在烧结工艺中，通过改变氧化锆粉和氧化铝粉的压制工艺，可以调整烧结温度。
一般而言，采用高压制度工艺，如等静压烧结和冷等静压烧结，可以降低烧结温度。
1.3 烧结气氛选择合适的烧结气氛也对氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度有着重要影响。
在还原气氛下进行烧结，可以降低烧结温度，促进烧结过程中氧化物的还原反应，形成致密的结构。
1.4 烧结时间烧结时间对烧结温度也有一定影响。
一般情况下，延长烧结时间可以降低烧结温度，使氧化锆粉和氧化铝粉更充分地发生烧结反应，提高陶瓷制品的致密度和强度。
2. 实验数据分析针对氧化锆粉和氧化铝粉的不同性质和烧结工艺条件，我们进行了大量的实验研究，得到了丰富的实验数据。
通过对这些数据的分析，我们可以将氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度进行初步归纳。
氧化铝陶瓷干压坯体烧结探讨
精品课件！
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求在3-5μm，颗粒变细则会出现蜡浆流动性变差，脱蜡时流蜡等现象。而氧化铝陶瓷
的成瓷温度与原料氧化铝粉体的细度有关，粉体越细，成瓷温度越低；粉体越粗，成
瓷温度越高[4]。陶瓷原料越细，不仅会降低成瓷温度，还会大幅度提高陶瓷的各种机
电性能。热压铸使用粉体细度3-5μm，所以成瓷温度偏高，陶瓷品质的提高受到了限
需要指出的是图1所示造粒粉TG/DTA曲线中水份、有机物的汽化主要发生在400℃之 前，此测试粉量只有，并以自由粉粒状态进行。而干压坯体则是少则数克，多则数千克， 并经高压压制成具有—3密度的各种形状的致密体。此例中的防弹片坯体密度为2.3 g/cm3。坯体中的水份、有机物的汽化受到了致密的坯体的封闭，气体的排出变得非常 困难。一般情况下，水份、有机物汽化要非常缓慢的进行，并要延迟至700-800℃之后 才可以完全结束。如果此间升温过快，坯体内部汽化速度加快，由于气体排出不畅，会 短时间出现坯内高气压，从而胀破坯体，即坯体开裂。
应高度关注干压坯体中水分和有机物的排除过程
造粒粉中水份和有机物的迅速汽化应该是干压坯体烧结出现各种问题的主要原因。 造粒粉中所含水份和有机物总量较少，虽然不需要像热压铸坯件一样需要专门的脱蜡工 艺过程，但是必须在烧结之前有一个彻底排除的过程。这个过程不是独立的，而是在烧 成的初始阶段完成的。如何把握好这个阶段的烧成制度避免种种由此引起的问题的发生 成了干压坯体成功烧成的关键。
多。同时瓷的品质性能达到了质的提升。
• 部分由于对干压坯体的烧结特性缺乏认识，部分由于长期形成的热压铸高 温烧结的习惯，部分由于产品和窑炉条件的限制，现在江浙一带我们经常接 到用户由于过烧使瓷的性能指标出现波动的报告。我们的建议是在条件具备 的情况下，干压坯件要单独窑炉烧成。这样可以制定更加合适的烧成制度。 在陶瓷品质提升的同时，生产线的高温窑炉降低50℃甚至更多时运行，会显 著延长钵具窑炉寿命。特别是能耗会降低30—40%，有良好的经济效益和环境 效益。在高度重视节能降耗的今天，这点尤为重要，尤其值得提倡。
氧化铝陶瓷低温常压烧结
氧化铝陶瓷低温常压烧结张全贺051002131摘要：氧化铝陶瓷材料以其优良的性能及较低的制造成本，被广泛应用于国民经济各部门。
随着科学技术的发展，特别是电子、能源、空间技术、汽车工业的发展，对材料的要求越来越苛刻，因此对高纯氧化铝陶瓷尤其是更高纯度的高性能氧化铝陶瓷需求量大为增加。
本课题围绕制各A1203含量>99．8wt％的高纯氧化铝陶瓷进行研究，通过原科粉体预处理工艺、烧结助剂添加工艺、成型优化工艺，从而实现常压下低温烧结高纯高致密氧化铝陶瓷。
本课题中获得的低温烧结试样具有较好的显微结构和较高的机械性能。
原料粉预处理工艺是一种新的氧化铝粉体解团聚方法，具有工艺简单、成本消耗低、粉体处理效果显著的特点，对于粉体解团聚处理工艺的技术进步有一定的促进意义。
在烧结助剂的研究中，本课题MgO为基本考察助剂，Y203、La203、Nd20s、纳米A1203为复合添加助剂，通过相关的选择实验，研究了以上烧结助剂在14500C、1550。
(2、16500C对～203含I>99．8wt％的商纯氧化铝陶瓷的烧结体密度的作用规律。
这一研究的结果，为高纯氧化铝陶瓷的制各提供重要参考数据。
通过高纯超细氧化铝粉料的凝胶浇注成型工艺的研究，优化高纯超细氧化铝粉体的凝胶浇注成型参数，获得了高质量的凝胶浇注成型试样。
以获得的生坯为研究对象，通过对真空烧结工艺参数的分析和工艺试验，在150012温度下，实现了高纯氧化铝陶瓷的低温致密烧结；获得的高纯高致密氧化铝陶瓷密度可达3．979／cm3；烧结体平均晶粒尺寸3～4um；抗弯强度(三点)可达500MPa以上；表面显微硬度可达18．5GPa以上。
关键词：氧化铝陶瓷预处理凝胶成型低温烧结纯1 引言氧化铝陶瓷是指以高纯AI2O3粉末为主要原料，经各种陶瓷工艺制成的晶相晶粒尺寸小于6um并以刚玉为主晶相的氧化铝陶瓷材料，其具有高熔点、高硬度机械性能好、耐蚀、绝缘等优良特性刚玉是自然界中的一种极硬材料，莫氏硬度为9，仅次干金刚石。
氧化铝陶瓷简述
• 2、原料杂质的影响 • 工业Al2O3中常含有NaO2杂质，会提高介
电损耗。
• 工业Al2O3中还含有SiO2杂质，会与NaO2 形成钠长石，消除NaO2杂质的影响
4、高纯Al2O3粉体制备方法
• A：铵明矾热分解法
• 纯度99.9%以上，烧成品半透明，常制备高压 钠灯灯管。
• B、碳酸铝铵热分解法
• C： 有机铝盐热分解法（sol－gel法）
• 烷基铝和铝醇盐加水分解而制得氢氧化铝， 在进行热分解
• D：水热法、共沉淀法
二、 成型
• 干压法成型、注浆成型、挤压成型、冷等静 压成型、热等静压成型、热压成型、注射成 型、流延成型等等。
• 颗粒紧密接触，可缩短质点在高温下迁移距 离，加速扩散，从而有利于缩短烧成时间， 保证烧结体内无大气孔等缺陷。
• （4）原料的颗粒度及晶格缺陷 • 电熔Al2O3需要更高烧结温度
四、Al2O3陶瓷的加工
• 加工：陶瓷制品经过一种或数种车削、施釉和金 属化的操作。
• 1、研磨（美国willbank和日本Toto公司） • SiC和C料研磨和抛光，尺寸精确，但花费代价大。 • 2、施釉 • 将试样浸入到合适的釉浆中或直接进行喷涂而获
• MgO、SiO2、CaO、高岭土等 • MgO，生成薄层镁铝尖晶石，抑制晶粒长大。0.5－
1%,如原料粒径为1—2μm，陶瓷晶粒尺寸不会大于 15μm
• B、使用易于烧结的粉体
• 通过调整粉料制备工艺，使粉末微细化， 活性高。
• （3）、热压烧结 • 烧结过程中升温同时进行加压，促进物质
的塑性流动。
• 金属粉末
4、烧结过程中的物质传递
• （1）、蒸发和凝聚
• 颗粒曲率半径很小时， 蒸气压发生变化，凸面 上蒸气压增高而凹面上 蒸气压降低。因此，凸 面上物料蒸发后，通过 气相传递，在凹面上 （颈部）凝聚。
氧化铝陶瓷的烧结工艺
氧化铝陶瓷的烧结工艺
氧化铝陶瓷的烧结工艺是指将氧化铝粉末经过加热处理使其颗粒之间形成结合，形成致密的陶瓷产品。
以下是一般的氧化铝陶瓷烧结工艺流程：
1. 原料准备：选择高纯度的氧化铝粉末作为原料，并根据产品要求加入适量的助烧剂和粘结剂。
2. 粉末制备：将原料粉末进行粉碎和混合，确保粉末颗粒的均匀分布。
3. 成型：将混合好的粉末通过压块机或注塑成型机进行成型，使其成为所需形状的陶瓷坯体。
4. 预烧：将成型后的陶瓷坯体进行预烧处理，通常在低温下进行，以去除一部分气体和挥发物，同时增强坯体的力学强度。
5. 烧结：将预烧后的陶瓷坯体进行高温烧结处理，通过控制温度、压力和烧结时间等参数，使粉末颗粒相互结合，形成致密的陶瓷体。
6. 表面处理：烧结后的陶瓷体可以通过机械加工、磨光、抛光等方法对其表面进行处理，以获得平滑的表面。
7. 检测：对成品进行质量检测，包括外观、尺寸、物理性能等方面的检测，确
保产品符合要求。
8. 包装：将合格的陶瓷产品进行包装，以便运输和储存。
以上是一般的氧化铝陶瓷烧结工艺流程，具体的烧结参数和工艺可以根据产品要求和生产设备的不同进行调整。
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氧化铝陶瓷的烧结温度因具体类型和制造工艺的不同而有所差异。
对于Al2O3含量在99.9％以上的高纯型氧化铝陶瓷，其烧结温度可以高达1650℃以上。
然而，适当的提高烧结温度对氧化铝陶瓷的性能有积极的影响。
例如煅烧氧化铝粉末为主要原料，在1500℃、1550℃、1600℃等不同的温度下制备氧化铝陶瓷，结果表明：烧结温度对氧化铝陶瓷的体积收缩率、体积密度、吸水率和气孔率以及抗弯强度和维氏硬度都有显著影响。
值得注意的是，尽管氧化铝的熔点高达2000多度，使得氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高，但降低氧化铝陶瓷的烧结温度以缩短烧结周期、降低能耗、减少窑炉和窑具的损耗并降低生产成本一直是企业关注的重要问题。
为此，研究人员采取了诸如获得分散均匀、无团聚并具有良好烧结活性的超细粉体、添加适量的烧结助剂等途径来降低其烧结温度。