添加剂对氧化铝陶瓷性能的影响

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【精品文章】高纯氧化铝陶瓷的制备及应用简介

高纯氧化铝陶瓷的制备及应用简介
高纯氧化铝陶瓷是以高纯超细氧化铝粉体（晶相主要为α-Al2O3）为主要原料组成的重要陶瓷材料。

高纯氧化铝陶瓷因具有机械强度高、硬度大、耐高温、耐腐蚀等优良性能而受到人们的广泛关注。

1.高纯氧化铝陶瓷的制备
高纯氧化铝陶瓷的制备对原始粉体的要求较高，一般是以纯度＞99.99％晶相为α相的氧化铝粉为主要原料。

高纯超细氧化铝粉体的特征决定了最终制备高纯氧化铝陶瓷的性能。

在高纯氧化铝粉体的制备过程中，要求粉体的纯度高，颗粒尺寸小且分布均匀，粉体活性高，并且团聚程度低。

这样可在相对较低的温度下制得高纯氧化铝陶瓷。

因此，为制备高纯氧化铝陶瓷，首先要制备出高纯氧化铝粉体。

（一）高纯氧化铝粉体的制备
目前，高纯超细氧化铝粉体主要有改良拜耳法、氢氧化铝热分解法、沉淀法、活性高纯铝水解法等制备方法。

a．改良拜耳法
拜耳法是工业上常用的制备氧化铝粉体的方法。

利用该方法制备氧化铝的过程中，由于原料铝酸钠中含有大量的Si、Fe、K、Ti等杂质，使得制备的氧化铝粉体纯度有所降低。

在传统制备工艺的基础上，对铝酸钠及结晶后的氧化铝进行脱杂处理，制备了纯度相对较高的氧化铝粉体，这种方法即为改良拜耳法。

该方法所用的原料主要为铝酸钠，来源广泛，整个过程中不会产生污染。

但是由于其制备工艺相对复杂，导致氧化铝生产效率低，从而限制了。

Al2O3陶瓷制品烧结工艺的影响因素探讨

Al2O3陶瓷制品烧结工艺的影响因素探讨作者：周益平来源：《江苏陶瓷》2015年第02期摘要阐述了Al2O3制品的烧结机理，分析了烧成气氛，添加剂对Al2O3制品烧结的影响，探讨理想的升温制度、保温时间。

关键词氧化铝陶瓷制品；烧结机理；影响因素；烧成制度0 前言工业特种陶瓷中， Al2O3制品以其优良的耐酸碱性、耐磨性、耐电性、机械强度高等，在化工磷复肥和有色金属行业以及其他行业得到了广泛的应用。

在氧化铝陶瓷生产过程中，坯体烧结后的制品显微结构及其内在性能会发生根本变化，也很难通过其他途径补救。

所以研究氧化铝陶瓷的烧结工艺，选择合理的烧成制度，确保氧化铝陶瓷制品的性能和产品质量是十分必要的。

本文对烧结机理、影响烧结性能的因素、添加烧结助剂进行了探讨。

1 烧结机理和影响烧结性能的因素1.1烧结机理烧结是坯体由于温度变化发生的物理化学反应，得到了致密、坚硬的陶瓷制品的过程。

其物理化学变化包括坯体中残余拌料水分的排除、物料中化合物结合水和有机物分解的排除、氧化铝同质异晶的晶型转变以及固态物质颗粒间的固相反应等。

固相反应在氧化铝陶瓷的烧结技术中占有重要的位置，它是通过物质质点的迁移扩散作用进行的，随着温度的升高，晶体的热缺陷不断增加，质点的迁移扩散由内扩散形式到外扩散，从而发生反应产生新的物质。

1.2影响Al2O3陶瓷烧结的因素较多，主要表现如下：1.2.1晶体的结构化学键强的化合物（晶体）具有较高的晶格能量，晶格结构牢固，即使在较高温度下，质点的振动迁移也较弱，只有在接近熔点温度时，才会产生显著的物理化学反应。

所以，由这类化合物组成的坯体不易烧结。

而由微细晶体组成的多晶体相比于单晶体而言，由于前者内部晶界面很多，而晶界是缺位缺陷相对集中和易消除的地方，也是原子和离子扩散迁移的快速通道，所以远比后者易于烧结。

1.2.2物料的分散度物料分散度越高，表面能就越高，所以具有促进迁移扩散的强大作用，有利于烧结。

涂釉氧化铝

涂釉氧化铝
涂釉氧化铝主要指的是在陶瓷釉料中添加氧化铝，以提高陶瓷制品的某些性能。

氧化铝是一种常见的陶瓷釉料添加剂，其在陶瓷釉中的作用主要体现在以下几个方面：
1.增加釉的硬度和透明度：氧化铝可以加大釉面内部的结晶颗粒，从而提升釉的硬度和透明度。

这
对于需要保持釉面光泽且易清洁的厨卫洁具、陶瓷器皿等产品尤为重要。

2.调整温度和膨胀系数：加入适量的氧化铝可增加釉料的膨胀系数，使其更加适合陶器的制作温度，
防止釉料在高温下产生开裂或剥落现象。

3.增加釉料的流动性：氧化铝的添加可以使釉料更加流动，均匀地分布在陶器的表面。

总的来说，涂釉氧化铝是一种重要的陶瓷制作工艺，它可以显著提高陶瓷制品的硬度、耐磨性、耐高温性等性能，从而扩大陶瓷制品的应用范围和使用寿命。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士或查阅相关书籍文献。

氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷摘要：本文介绍了氧化铝陶瓷的结构、制备、性能及用途。

关键字：氧化铝陶瓷、Al2O3正文：一、氧化物陶瓷简介按照传统的分类方法，陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷（精细陶瓷），这两类陶瓷间没有严格的界限，有的陶瓷品种可以一种多用。

工业Al2O3，是由铝矾土(Al2O·3H20)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法来制备。

电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000—2400℃熔融而制得，也称人造刚玉。

Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即Al2O3 、Al2O3 、Al2O3 。

其结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为Al2O3。

Al2O3属尖晶石型(立方)结构，氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中，在高温下不稳定，力学性能、电学性能差，在自然界中不存在。

由于结构疏松，因此，也可用它来制造某些特殊用途的多孔材料。

Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物。

它的化学组成可以近似地用RO·6 Al2O3和R2O·11 Al2O3来表示(RO指碱上金属氧化物，R2O指碱金属氧化物)，其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]-层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成。

氧离子排列成立方密堆积，Na+完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电现象。

Al2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体，在自然界只存在Al2O3，如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。

Al2O3结构最紧密、活性低、高温稳定。

它是三种形态中最稳定的晶型，电学性能最好，具有良好的机械和电学性能，一般氧化铝陶瓷都由Al2O3来制取。

二、氧化铝陶瓷的制造工艺氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其氧化铝含量一般在75％～99％之间。

习惯上以配料中氧化铝的含量进行分类，氧化铝含量在75％左右的为"75瓷”，含量在99％的为“99瓷”等。

氧化铝陶瓷干压工艺技术

氧化铝陶瓷干压工艺技术氧化铝陶瓷是一种常见的高温耐磨材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于工业生产中的高温环境。

氧化铝陶瓷干压工艺技术是制备氧化铝陶瓷产品的一种常用方法，它具有工艺简单、成本低廉等优点。

氧化铝陶瓷干压工艺技术主要包括原料配制、研磨、干压成型、烧结等步骤。

首先需要按照一定的配方，将氧化铝和一定比例的添加剂混合均匀。

添加剂的作用主要是增强氧化铝陶瓷的硬度和强度，并改善其物理性能。

混合后的粉末需要进行研磨处理，以获得更细小均匀的颗粒，提高陶瓷材料的致密度。

在干压成型过程中，需将研磨后的氧化铝粉末放入成型模具中，并利用压力将其固定在一定形状的陶瓷模具中。

通常情况下，压力可达几十至几百兆帕（MPa），以保证成型制品的强度与致密性。

干压成型的优点是成型速度快、精度高，适用于制作各种规格和形状的氧化铝陶瓷产品。

成型后的氧化铝陶瓷产品需要进行烧结处理，以增强其物理性能和化学稳定性。

烧结温度通常在1500℃-1800℃之间，烧结时间和温度是影响陶瓷产品致密度和晶粒尺寸的重要因素。

在烧结过程中，氧化铝粉末会发生晶界扩散和再结晶现象，晶粒尺寸逐渐增大，形成致密的陶瓷材料。

在氧化铝陶瓷干压工艺技术中，还可采用添加剂掺杂、减压烧结等方法，来改善陶瓷产品的物理性能。

添加剂掺杂可以提高陶瓷的硬度、强度和高温抗氧化性能；减压烧结则可以降低成型温度，并提高陶瓷材料的致密度和强度。

总之，氧化铝陶瓷干压工艺技术是一种制备氧化铝陶瓷产品的常用方法，具有工艺简单、成本低廉等优点。

通过适当的原料配制、研磨、干压成型和烧结处理，可以获得高致密度、高硬度、高强度和优异的物理性能的氧化铝陶瓷产品。

氧化铝陶瓷导热系数

氧化铝陶瓷导热系数介绍在现代科技发展的背景下，高导热材料的需求越来越大。

氧化铝陶瓷作为一种常见的高导热材料，具有出色的导热性能，被广泛应用于各个领域。

本文将对氧化铝陶瓷的导热系数进行全面、详细、完整地探讨。

导热系数概述导热系数（thermal conductivity）是衡量材料传导热量能力的物理量，通常用λ表示，单位为W/(m·K)。

导热系数越大，材料的导热性能越好。

氧化铝陶瓷的性质及导热机制氧化铝陶瓷的性质•氧化铝陶瓷的化学式是Al2O3，是一种非金属陶瓷材料。

•具有高硬度、高熔点、耐腐蚀、抗磨损等优异性能。

•密度较大，晶粒细小，晶界清晰。

氧化铝陶瓷的导热机制1.晶体导热：氧化铝晶体具有良好的导热性能，晶体结构紧密，原子之间距离小，平均自由路径长，传导热量的速率高。

2.晶界导热：晶界是晶体结构中相邻晶粒之间的边界，晶界带有氧化铝陶瓷制品中的多孔结构，晶界因距离较近可以有效传导热量。

3.粒间导热：氧化铝粉体制备工艺中，由于粒度分布不均，晶粒之间会存在间隙，这些间隙也会起到导热作用。

4.气体导热：氧化铝陶瓷具有多孔结构，内部空隙充满气体，气体在热传导中也会发挥作用。

影响氧化铝陶瓷导热系数的因素晶粒大小和晶界•氧化铝晶粒越小，平均自由路径越长，导热性能越好。

•晶界清晰度也影响导热性能，晶界越清晰，导热性能越好。

孔隙率和孔径大小•氧化铝陶瓷中的孔隙会导致导热系数降低，孔径越大，影响越显著。

添加剂和掺杂物•通过添加剂和掺杂物，可以调控氧化铝陶瓷的导热性能，例如添加少量金属氧化物、碳化物等。

提高氧化铝陶瓷导热性能的方法1.改变氧化铝陶瓷的制备工艺，控制晶粒大小和晶界清晰度。

2.控制氧化铝陶瓷中的孔隙率和孔径大小。

3.添加适量的添加剂和掺杂物，优化导热性能。

4.使用不同比例的氧化铝粉体，制备氧化铝陶瓷件。

氧化铝陶瓷导热系数的应用•由于氧化铝陶瓷具有良好的导热性能，被广泛应用于电子、光电、航空航天等领域。

氧化钛对氧化铝瓷的莫来石形成和力学性能的影响

在瓷件烧成的不同阶段形成了莫来石究ＴＯ的加入对氧化ｉ
铝瓷中二次莫来石形成的影响。本研究描述了含
不同量ＴＯ的氧化铝瓷的制备和显微结构特征。ｉ：
系中控制不同晶相的析晶。然而迄今为止，还没有关于ＴＯ对氧化铝瓷的显微结构和力学性能影ｉ响的详细报道。
莫来石和玻璃基质中的残余石英构成。基于以前
研究报告可以设想出。通过增加刚玉相和降低石英含量来改进用于高压绝缘体的氧化铝瓷。莫来石是Ａ２３ＳＯ系唯一存在的稳定相。１一ｉ：Ｏ纯莫来石是一个具有Ａ：【ｌｉｌＡＯ。成分的固Ｏ－ｘ溶体，此时０１ ≤ｘ．。热力学上稳定莫来石．７ ≤０５的两端组成分别是３１３２ｉｆ＝．５和Ａ２・ＳＯ０２）０Ｘ２１３ＳＯｘ０４）Ａ・ｉ（＝．０，也即是３２和２１莫来石。Ｏ：：
类型。由形态和成分区分这些莫来石，即存在所谓的一次莫来石（自黏土成分残余物）和二次源
莫来石（自长石熔融物的结晶）来。偏高岭土产生
第２个目的是氧化钛加入量对氧化铝瓷抗折强度的作用，建立了力学强度和二次莫来石特征之间
有两种主要性能：力学强度高和介电损失低。人

以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷

以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷。

研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响。

在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2（1.0～3.0%）对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。

通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别。

结果表明,1350℃下Al2O3＋0.5%MgO＋3%MnO2＋1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象。

烧结体密度达到3.80g/cm^3,抗弯强度为243MPa。

结果表明,添加TiO2 5%、在1300oC时的常压烧结密度可达到理论值的97%.固定CuO(0.4%)和TiO2(4%)的添加量、改变TiO2(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO2复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。

结果表明, 在1150--1200℃TiO2固溶入Al2O3生成Al2Ti7O15相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO2在Al2O3中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO2对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO2在Al2O3中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。

陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al2O3中添加4%的TiO2和2.4%的CuO,可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。

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科技篇（综述）２０１４年１０月
陶瓷Ｃｅｒａｍｉｃｓ
・９・
添加剂对氧１ＥｒＥＢ陶瓷牲链的影响
白军信李宏杰张志旭卫海民。蒋文军曲海霞肖永强。
（１西京电气总公司西安７１００６６５）
ＢａｉＪｕｎｘｉｎ，ＬｉＨｏｎｇｊｉｅ，ＺｈａｎｇＺｈｉｘｕ，ＷｅｉＨａｉｍｉｎ。ＪｉａｎｇＷｅｎｊｕｎ，ＱｕＨａｉｘｉａ。，ＸｉａｏＹｏｎｇｑｉａｎｇ。（１ＸｉｊｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌＧｅｎｅｒａｌＣｏ．，Ｉｔｄ．，Ｘｉ＇ａｎ，７１００６５ｌ（２ＸｉａｎＣｈｕａｎｇｌｉａｎｈｏｎｇｓｈｅｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉａｎ，７１００６５）（３ＸｉａｎＲｕｉＴａｉＥｌｅｃ — ｔｒｏｎｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ＇ａｎ。７１００６１）
ＦｅｚＯｓ、ＴｉＯｚ、ＭｎＯ等，它们与氧化铝基体形成置换固溶体，降低烧结温度，同时降低陶瓷的体积电阻率，适于有力学要求
的场合。
关键词氧化铝陶瓷添加剂性能
液相固溶体
（３西安瑞泰电气有限公司西安７１００６１）
摘要根据作用机理的不同，可以把添加剂分为２类：生成液相，这类添加剂如ＳｉＯ。、ＭｇＯ、ｃａ０、ＳｒＯ、ＢａＯ等碱土金属氧化物，在晶界形成低熔点的玻璃相，促进烧结，电性能良好，适于制备电子陶瓷；生成固溶体，这类添加剂如ｃｒ（）。、
ｏｎ，ｉｔｐｒｏｄｕｃｅｌｏｗｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅｇｌａｓｓｉｎｃｒｙｓｔａｌ，ｐｒｏｍｏｔｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇａｎｄｈａｖｅｇｏｏｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｓｕｉｔ｛ｏｒｍａｕｎｕ｛ａ —
ｔｕｒｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｅｒａｍｉｃ；ｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｓｏｌｉｄｅ．ＥｘａｍａｐｌｅｆｏｒＣｒ２０３，Ｆｅ２０３，ＴｉＯ２，ＭｎＯａｎｄＳＯｏｎ，ｉｔｐｒｏｄｕｃｅｓｏｌｉｄｅｗｉｔｈａｌｕ—
熔点为２０５０℃ ，氧化铝的理论密度可以由下式计算：
ｐ一（４・３ ¨ Ｍ）／（Ｎ・ａｏ・ｃｏ）
其中：Ｍ—— 分子量；Ｎ — — 阿伏伽德罗常数。７晶型不稳定，在１２００℃以上不可逆地转变成ａ
４，半径Ａｌ抖半径为０．０５３ｎｍ，Ｏ半径为０．１３８Ｆｌｍ，
１氧化铝的基本性质及制备方法
ａ一氧化铝，又叫刚玉，属于三方晶系。晶格常数
ａ一０．４７５～０．４７５９２３ｎＩＴｌ，Ｃ一１．２９７～１．２９９２０８ｎｍ，
文章编号：１００２ —２８７２（２０１４）１０ —０００９ —０８
中图分类号：ＴＱ１７４．７５８．１文献标识码：Ａ
ＴｈｅＡｄｄｉｔｉｖｅｓＥｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒＡｌｕｍｉｎａＣｅｒａｍｉｃ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｄｄｉｔｉｖｅｓａｒｅｄｉｖｉｄｅｄｆｏｒｔＷＯｔｙｐｅｓ：ｃａｎｐｒｏｄｕｃｅｌｉｑｕｉｄ．ＥｘａｍａｐｌｅｆｏｒＳｉＯ２，ＭｇＯ，ＣａＯＩＳｒＯ，ＢａＯａｎｄＳＯ
ｍｉｎａ，ｌｏｗｅｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅａｎｄｖｏｌｕｍｅｒｅｓｉｓｔａｎｔ，ａｎｄｓｕｉｔｆｏｒｍｅｃｈｎｉａ１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａ１ｕｍｉｎａｃｅｒａｍｉｃ；Ａｄｄｔｉｖｅ；Ｐｒｏｐｅｒｔｙ；Ｌｉｑｕｉｄ；Ｓｏｌｉｄｅ