Al2O3陶瓷
提高氧化铝透明陶瓷透明度
提高氧化铝透明陶瓷的透明度氧化铝透明陶瓷:又称半透明氧化铝陶瓷或透明多晶氧化铝陶瓷主晶相为α-A12O3。
密度3.98g/cm3以上。
直线透光率90%～95%以上。
介电常数大于9.8。
介电损耗角正切值小于2.5×10-4(1GC>，抗弯强度大于350～380MPa。
击穿强度6.0～6.4kV/mm。
热膨胀系数(6.5～8.5>×10-6/℃。
高温下具有良好耐碱金属蒸气腐蚀性。
原料为纯度99.99%以上的Al2O3，添加少量纯氧化镁、三氧化二镧、或三氧化二钇等添加剂，采用连续等静压成型，气氛烧结或热压烧结，严格控制晶粒大小，可获得高致密透明陶瓷。
用于制造高压钠灯的发光管(工作寿命可超过2万h>。
也可用作微波集成电路基片、轴承材料、耐磨表面材料和红外光学元件材料等。
1. 概述透明陶瓷特性：耐高温耐腐蚀高绝缘高强度透明一般陶瓷—气孔、杂质、晶界、结构↓对光反射损失+吸收损失↓光学不透明2.透光模型表面反射光↑入射光→陶瓷材料→透射光↓内部吸收光 + 散射光↑↑晶体本身+杂质外表+内散射中心↓杂质+微气孔+晶粒直径↓散射量最大←入射光波长=晶粒直径3.陶瓷透光的基本条件1>致密度>理论密度的99.5%2>晶界无空隙或空隙大小<<入射光波长3>晶界无杂质及玻璃相，或其与微晶体的光学性质相似4>晶粒较小且均匀，其中无空隙5>晶体对入射光的选择吸收很小6>晶体无光学异向性(立方晶系>7>表面光洁4.工艺原理<1）控制以体积扩散为烧结机制的晶粒长大过程晶粒过快生长—晶界裂缝，封闭气孔晶粒生长速度 > 气孔移动速度—包裹于晶体内的气孔更不易排出加入适量MgO(0.1-0.5%> →透明Al2O3陶瓷↓1>MgAl2O4晶界析出，阻止晶界过快迁移2>MgO较易挥发，防止形成封闭气孔↓限制晶粒过快生长—微晶结构透明Al2O3陶瓷<2）控制气孔平均尺寸烧结透明Al2O3陶瓷：晶粒~25μm，大小均匀气孔半径0.5-1.0μm气孔率0.1%热压烧结Al2O3陶瓷：晶粒1-2μm，大小不均气孔半径~0.1μm对可见光散射效应强在可见光区透光率：烧结瓷 >热压瓷<3）其他因素：原料纯度、细度，成型方法，烧结气氛等氢气或真空中烧结，透光率高5.工艺方法1）配料主料：高纯Al2O3(>99.9%> —硫酸铝铵热解法Al2(NH4>2(SO4>4∙24H2O~200℃ → Al2 (SO4>3∙(NH4>2SO4∙H2O + 23 H2O↑500~600 ℃ → Al2 (SO4>3+ 2NH3↑+SO3↑ + 2 H2O↑800~900 ℃ →γ-Al2O3+ 3 SO3↑~1300 ℃/1.0~1.5h →α-Al2O 3(少量γ-Al2O3提高活性，促进烧结>改性料：MgO 以Mg(NO3>2加入，共同热分解—分布均匀，活性较大的MgO2）成型和烧结：a>常温注浆或等静压成型，高温烧结浆料pH=3.5，流动性较好坯体理论密度 > 理论密度的85% 氢气或真空下烧结，T=1700-1900℃b>二次烧结法将含有MgO <0.5%）的 Al2O3粉成型1000-1700℃ 氧化气氛，t=1.0h氢气或真空下烧结，T=1700-1950℃c>热等静压烧结透明陶瓷的制备工艺透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过程。
Al2O3陶瓷注射成型工艺实验研究
５ ０ ％ 。 而 用Ｃ Ｉ Ｍ 技 术 制 造 的 陶 瓷 产 品极 大 地 降 低 了 加 工 成 本 ， 因
表１ 注 射 成 型 用 喂 料 的 组 成
编 号 Ａ １ 。 ０ 。 的质 粘结剂 的
量分数
ｉ ２ ０ ． ７ ０ ０ ． ７ ０
粘结剂成分 的质量份额
是 一种 制备陶瓷零部件 的新型工艺 ，是在聚合物 注射成型工艺 的基 础 上 并 与 陶 瓷 制 备 工 艺 相 结 合 发 展 而 来 的 ， 尤 其 适 于 制 作 尺 寸 精 度 高 、批 量 大 、 形 状 复 杂 的 陶 瓷 制 品 ［ 卜２ ］ 。 陶 瓷 制 品 由 于 其 较 高 的硬 度 和 固 有 的 脆 性 ，这 使 得 其 机 械 加 工 具 有 很 高 的 成 本 ， 在 传 统 的 生 产 工 艺 中 约 占整 个 陶 瓷 成 品 成 本 的 ３ Ｏ ％ ～
Ｐ Ｐ
０ ． ２ ７ Ｏ ． １ ７
质量分数
Ｏ ． ３ Ｏ Ｏ ． ３ Ｏ
Ｅ Ｖ Ａ
０ ． ２ ８ ０ ． １ ８
Ｐ Ｗ
Ｏ ． ４ ０ ． ６
Ｓ Ａ
Ｏ ． Ｏ ２ ０ ． Ｏ ２
Ｄ Ｂ Ｐ
Ｏ ． ０ ３ ０ ． ０ ３
此 陶 瓷 注 射 成 型 技 术 被 认 为是 当前 最 热 门 的 精 密 陶 瓷 零 部件 成 型 技 术 之 一 ， 有 广泛 的应 用 前 景 。 陶 瓷 注 射 成 型 主 要 包 括 四个 方 面 ，配 料 及 混 炼 、 注 射 成
氧化铝陶瓷性能指标
项目 体积密度 抗折强度
线膨胀系数
导热系数
介电常数 dielectric constant
介质损耗角正切值 The dielectric loss tangent values
1.
体积电阻率 Volume resistivity
1.
击穿强度 disruptive strength
化学稳定性 气孔率
氧化铝陶瓷性能指标氧化铝陶瓷性能指标项目测试条件材料牌号a7575al2o3瓷a9090al2o3瓷a9595al2o3瓷a9999al2o3瓷a995995al2o3瓷体积密度32340360370375抗折强度20002300280030003000线膨胀系数201006205006373657565756573208006373658658658导热系数介电常数dielectricconstant1mhz2099109109105910550091010ghz209109109105介质损耗角正切值thedielectriclosstangentvalues1mhz2010642515500304010ghz20106体积电阻率volumeresistivity1001012101310131013101430010101010101010125001081091010击穿强度disruptivestrength2015151515化学稳定性1
-
6.3-7.3 6.5-7.5 6.5-7.5 6.5-7.3
20-800℃
-
6.3-7.3 6.5-8
6.5-8
6.5-8
-
-
-
-
-
1 MHz 20℃ ≤9
9-10
9-10
添加Al2O3的Y—TZP基陶瓷材料研究及其应用前景
添 加 Ａ ２ ３ Ｙ—Ｔ Ｐ基 陶瓷 材 料 研 究 １ 的 ０ Ｚ 及 其应 用 前 景
李秀华 袁启明 杨正方 周振 君
￣ｏ７ ） ｏ ２ （ 天津大 学高温结构 陶瓷及工程 陶瓷加工技术教育部 重点实验室 ， 天津
摘 要 介绍了ＹＴＰ材料中引入 ２３ ０ 对 ＹＴＰ －Ｚ ０ 后， ３ －Ｚ 材料的烧结性、 力学性能及老化性能
ＡｌＯ３（ｏ￣） ２ ｖ １０ ／
０
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４０ ０
ｚｒ） （：
Ａ１ ２ ０３
果显 示 ： １ ３的加入 可 改善 力 学性 能 。 Ａ， ０ 作 者采 用 机械 混 合法 在 Ｙ ＂ Ｐ粉料 中引入 工 ． Ｉ Ｚ
图 １ Ａ￣ ｌ
－ ｎａ材 料 烧 结 活 化 能Ｉ ｅ ｉ ｏ ］
化能 ； ３ 对 于 ５ １ ９ＺＯ —９Ａ２ ３５ｒ２的 （） Ａ２ ／５ ｒ２ ５ １ ／ＺＯ ０ ０ 活化 能是 相 对 恒 定 的 ；４ 在 ＺＯ （ ） ｒ２中加 入 摩 尔 分 数 为 ２８ ２ 活化 能不 受影 响 ， 图 １ ．％Ｙ０ ， 见 。徐 明
２ ）热 等静 压
３ ）无 压
霞 认 为 ｌ ： Ａ， 添 加 量 在 质 量 分 数 百 分 之 零 当 １ Ｊ ０ 点 几 时 ， ｌ 以 固溶 于 ＺＯ Ａ 可 Ｏ ｒ 中 ， 起 品格 常数 引 的微 妙 变化 ， 成 不等 价 置换 型 固溶 体 ， 形 产生 氧 离 子空位 ， 促进 扩 散传 质 ， 速 致密 化 ； 随着 Ａ 加 但 ｌ Ｏ
２ １ 机械 混 磨 法 ．
将 Ａ２３ Ｙ１Ｐ用球 磨 混磨 。 ｌ 和 一２ ０
２ ２ 化 学共 沉 淀 法［ ． ３ ］
氧化铝陶瓷
溶剂干燥法
喷雾热分解法是将铝盐Al (NO3) 3 、碳酸铝铵 (NH4AlO(OH) HCO3) 等溶液用喷雾器喷入到 高温的气氛中,溶剂的蒸发和Al (NO3) 3 的热 分解同时迅速进行,从而直接制得40～150nm 的α- Al2O3 或γ- Al2O3 粉末。该法制备能力大, 操作较为简单,但Al (NO3) 3 热分解时产生大 量的氮氧化物,环境污染给工业化生产带来一 定困难。
络合物一凝胶法
近年来也有较多采用络合物一凝胶法,即用铝的无机盐和有机络合剂制备 出金属络合物溶胶,再陈化得凝胶,碾碎、煅烧得稳定氧化铝细粉。利用这 种方法分别得到14nm 和10nm 的球形氧化铝粒子,并且无明显团聚现象。 在Al (NO3) 3 溶液中加入丙烯酰胺单体、N ,N′- 亚甲基丙烯酰胺网络剂, 在80 ℃聚合获得凝胶,经过干燥、煅烧得10nm的α- Al2O3 粉体。该方法 是在室温附近的湿化学反应,其优点是能用分子水平设计来控制材料的均 匀性及粒度,得到高纯超细材料,缺点是原料价格高,有机溶剂有毒性,以及 在高于1200 ℃处理粒子会快速凝聚。通过调节工艺条件, 可制备出粒径 小、分布窄的纳米级Al2O3 ,并会因条件不同得到不同产物AlO(OH)非晶 体及晶体粉末或透明的溶胶。在制备工艺中,加入羟丙基纤维素等具有不 同亲水疏水能力的分散剂能有效地破坏羟桥网络结合,可使凝胶粒子表面 改性,达到乳化溶液和分散胶粒的目的,从而避免凝胶粒子团聚。
氧化铝的应用
随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化 铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得 到越来越广泛的应用。
1) 机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、 衬片,氧化铝陶瓷钉,陶瓷密封件(氧化铝陶瓷 球阀) ,黑色氧化铝陶瓷切削刀具,红色氧化铝 陶瓷柱塞等。
al2o3介电常数
al2o3介电常数【概述Al2O3的介电常数的重要性】Al2O3（氧化铝）作为一种广泛应用的陶瓷材料，其介电常数在材料性能中占据重要地位。
介电常数（dielectric constant）是描述材料在电场中极化程度的物理量，它影响着材料的电绝缘性能、微波性能以及在电子、光学等领域的应用。
因此，研究Al2O3的介电常数具有很高的实际意义。
【Al2O3的介电常数数值及其影响因素】Al2O3的介电常数一般在10到20之间，具体数值取决于其微观结构和组成。
纯Al2O3的介电常数较低，但随着杂质和缺陷的引入，介电常数会有所提高。
此外，Al2O3的晶体结构、颗粒尺寸、烧结程度等因素也会对介电常数产生影响。
【Al2O3在不同领域的应用及其与介电常数的关系】Al2O3因其高硬度、高熔点、良好绝缘性能等优点，在电子、光学、微波等领域有广泛应用。
在电子领域，Al2O3的介电常数会影响器件的绝缘性能和可靠性；在光学领域，高介电常数有助于提高光学元件的抗反射性能；在微波领域，Al2O3的介电常数会影响微波器件的性能。
因此，研究和提高Al2O3的介电常数对于拓展其在这些领域的应用具有重要意义。
【提高Al2O3介电常数的方法及其对材料性能的影响】为了提高Al2O3的介电常数，研究人员尝试了多种方法，如：引入适当的杂质、调整烧结工艺、制备多孔结构等。
这些方法在一定程度上都能提高Al2O3的介电常数，但同时也会对材料的的其他性能产生影响。
例如，引入杂质可以提高介电常数，但过高的杂质含量可能导致材料绝缘性能下降；调整烧结工艺可以改善介电性能，但可能影响材料的力学性能。
因此，在提高Al2O3介电常数的过程中，需要综合考虑材料的各种性能指标。
【我国在Al2O3研究方面的发展和成果】近年来，我国在Al2O3研究方面取得了显著成果。
科学家们通过深入研究Al2O3的晶体结构、微观形貌和性能关系，开发出了一系列具有高性能的Al2O3材料。
此外，我国在Al2O3制备工艺和应用领域也取得了重要突破，为我国电子、光学、微波等领域的发展提供了有力支持。
al2o3介电常数
al2o3介电常数
摘要：
一、引言
二、氧化铝(Al2O3) 的性质
三、氧化铝的介电常数
四、氧化铝介电常数的影响因素
五、氧化铝介电常数在实际应用中的重要性
六、结论
正文：
氧化铝(Al2O3) 是一种非常常见的陶瓷材料，具有高硬度、高熔点、高电阻率、低热膨胀系数和良好的化学稳定性等特性，被广泛应用于各个领域。
其中，氧化铝的介电常数也是一个非常重要的性质，对于许多应用都有着至关重要的影响。
氧化铝的介电常数是指氧化铝在电场作用下，单位厚度的电极化强度与单位电场强度之比。
通常情况下，氧化铝的介电常数在30-40 之间，这个值会随着温度的变化而变化。
氧化铝介电常数的影响因素有很多，主要包括氧化铝的晶型、杂质含量、制备工艺和温度等。
其中，氧化铝的晶型对介电常数的影响最为显著。
不同的晶型，其离子极化方向不同，导致介电常数的大小也不同。
此外，氧化铝中的杂质也会对介电常数产生影响，因为杂质离子的存在会破坏氧化铝晶格结构的对称性，从而影响离子极化。
氧化铝介电常数在实际应用中的重要性非常高。
例如，在电子行业中，氧化铝被广泛应用于陶瓷电容器、绝缘材料和电子元器件中。
氧化铝的介电常数对于这些应用的性能有着直接的影响。
在航空航天、军事和能源等领域，氧化铝也具有非常重要的应用，如用于制造高温绝缘材料和陶瓷发动机等。
氧化铝的介电常数是一个非常重要的性质，会影响到它在各个领域的应用。
氧化铝与氮化铝陶瓷比较【详解】
关于陶瓷基板，我们可以分为氮化铝陶瓷基板和氧化铝陶瓷基板两大类。
所以，让我们很多朋友不知道如何选择。
为了让大家能够选到最合适的陶瓷基板，这里来具体的介绍下，氮化铝陶瓷基板与氧化铝陶瓷基板的区别?一、首先，介绍下氧化铝陶瓷基板：1、氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。
2、氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
3、氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。
二、其次，介绍下氮化铝陶瓷基板：1、氮化铝陶瓷(Aluminium Nitride Ceramic)是以氮化铝(AIN)为主晶相的陶瓷。
2、AIN晶体以〔AIN4〕四面体为结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属六方晶系。
3、化学组成AI 65.81%，N 34.19%，比重3.261g/cm3，白色或灰白色，单晶无色透明，常压下的升华分解温度为2450℃。
4、为一种高温耐热材料。
热膨胀系数(4.0-6.0)X10(-6)/℃。
5、多晶AIN热导率达260W/(m.k)，比氧化铝高5-8倍，所以耐热冲击好，能耐2200℃的极热。
6、此外，氮化铝具有不受铝液和其它熔融金属及砷化镓侵蚀的特性，特别是对熔融铝液具有极好的耐侵蚀性。
通过以上小编介绍的，氮化铝陶瓷基板与氧化铝陶瓷基板，我们可以看出，他们的区别还是很大的，而目前氧化铝陶瓷基板的用途更为广泛，其优越的性能，比氮化铝陶瓷基板更胜一筹。
扩展资料：氮化铝陶瓷应用：1、氮化铝粉末纯度高，粒径小，活性大，是制造高导热氮化铝陶瓷基片的主要原料。
2、氮化铝陶瓷基片，热导率高，膨胀系数低，强度高，耐高温，耐化学腐蚀，电阻率高，介电损耗小，是理想的大规模集成电路散热基板和封装材料。
3、氮化铝硬度高,超过传统氧化铝,是新型的耐磨陶瓷材料,但由于造价高,只能用于磨损严重的部位.4、利用AIN陶瓷耐热耐熔体侵蚀和热震性，可制作GaAs晶体坩埚、Al蒸发皿、磁流体发电装置及高温透平机耐蚀部件，利用其光学性能可作红外线窗口。
高温结构陶瓷主要成分
高温结构陶瓷主要成分
高温结构陶瓷主要由氧化物组成，包括：
1. 氧化铝(Al2O3)：是一种常用的高温结构陶瓷材料，具有良好的机械性能和化学稳定性。
2. 氮化硅(Si3N4)：是一种高性能的耐热、耐腐蚀、硬度高的陶瓷材料。
3. 氧化锆(ZrO2)：具有较高的抗热震性和耐磨性能，在高温下仍能保持良好的硬度和强度。
4. 氧化钛(TiO2)：具有良好的电学和光学性能，并能在高温下表现出良好的耐化学性能。
5. 碳化硅(SiC)：是一种重要的高温结构陶瓷材料，具有良好的耐热性、耐磨性和化学稳定性。
6. 氧化铝基复合材料：包括氧化铝基陶瓷钎、氧化铝基陶瓷/金属复合材料等，具有良好的高温性能和机械性能。
什么是氧化铝陶瓷基板 氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类
什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类氧化铝陶瓷基板在很多行业发挥重要的作用，近几年的增长非常快，无论是高校、研发机构、还是产品终端企业都开启了陶瓷基板pcb的研发和生产。
氧化铝陶瓷基板是陶瓷基板的一种，导热性好、绝缘性、耐压性都很不错，因为受欢迎。
今天小编来分享一下：什么是氧化铝陶瓷基板以及氧化铝陶瓷基板都有哪些种类。
一，什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板核心成分是三氧化二铝陶瓷为主体的陶瓷材料，氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷基板是一种用途广泛的陶瓷基板，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能行业领域的需要。
氧化铝陶瓷分为普通型、纯高型两种：普通型氧化铝陶瓷基板系按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高纯型氧化铝陶瓷基板系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。
氧化铝陶瓷基板导热率氧化铝陶瓷基板的导热率很高，一般在30W~50W 不等，板材厚度越薄，导热更好，板厚越厚则导热相对稍低。
但是整理的导热效果是普通PCB板的100倍甚至更多。
氧化铝陶瓷基板膨胀系数氧化铝陶瓷基板因为是陶瓷基材质，所属无机材料，硬度较大。
耐压，膨胀系数低，一般不易变形。
更多氧化铝陶瓷基板优势咨询金瑞欣特种电路。
二，氧化铝陶瓷基板的种类主要分为以下几类：1，薄膜氧化铝陶瓷基板一般采用是DPC薄膜工艺制作的三氧化二铝陶瓷基板，主要精密度较高，可以加工精密线路。
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Al2O3 roller
（穆道彬等，1999）
合成纳米材料的容器
SiC晶须增强氧化铝钻头
Al203短纤维/Al汽车活塞
SiC/Al，Al203/Al汽车刹车盘，减重60％
应用领域
机械方面。耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片，氧化 铝陶瓷钉，陶瓷密封件，氧化铝陶瓷切削刀具，氧化 铝陶瓷柱塞等。 电子、电力方面。各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷 膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种氧化铝陶瓷电 绝缘瓷件等。 化工方面。氧化铝陶瓷化工填料球，氧化铝陶瓷微滤 膜，氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。 医学方面。氧化铝陶瓷人工骨，羟基磷灰石涂层多晶 氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。
4)高温灼烧 — -Al2O3 -Al2O3 条件：T = 1200℃，粒度160~200nm 5)缺点：污染严重
b 热解碳酸铝铵： 3(NH4)2CO3 Al2(CO3)3 nH2O 粉体粒度0.4~0.5m，纯度99.99% 污染较轻，制备技术要求高 c 硝酸铝+碳酸铵复分解法： 2Al(NO3)3 + 3(NH4)2CO3 2Al(OH)3 + 6NH4NO3 + 3CO2 控制：溶液pH=5.0，T=3010C 搅拌速度810r/min，反应t=15min
Al2O3陶瓷的生产工艺
造粒/塑化 成型
注浆成型(Slip Casting) 模压成型(Stamping Process) 热压铸成型(Hot Pressing Casting)
干燥
Al2O3陶瓷的生产工艺－烧结
烧成制度，气氛，烧结方法等： 1)烧成制度 T 相对密度 晶粒大小 1530℃ 相对密度=99% 0.2-4m 1445 ℃ 相对密度=99.3% 1-1.5m （升温速率10 ℃ /min)
3.1 Al2O3的晶型、性质和用途
-Al2O3： 俗称刚玉，三方柱状晶体，晶体结构中氧离子形成 六方密堆，铝离子在八面体中心； 熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优良的介电性，是 氧化铝各种型态中最稳定的晶型，也是自然界中唯 一存在的氧化铝的晶型； 用于制备结构陶瓷、电介质陶瓷。也可用于制备 复 合材料的最佳抗氧化晶须。 -Al2O3： 尖晶石结构，氧原子立方密堆，铝原子填隙；在 1050～1500℃范围内不可逆地转化为α－Al2O3。 密度小，机电性能差，结构松散，能被酸碱溶解； 可用以制备多孔陶瓷材料。
d sol-gel法： 1)以异丙醇铝Al(OC3H7)3、甲苯、蒸馏水等为 原料配制胶体溶液，得到sol 2) sol →gel 3)真空干燥，研磨 4)煅烧： 400℃ -Al2O3 1200 ℃ 粒径长大 ~40nm，接近球形 -Al2O3呈团聚状态，粒度~200nm
e 气相沉积法(1)： 惰性气体中，金属Al减压蒸发(等离子体) — 气相Al原子 — 聚集成超细粒子 — 收集于冷凝器中 — 氧化为陶瓷微粉 气相沉积法(2)： 320-4500C 醇铝Al(OR)3蒸汽热分解 Al2O3超细粉
3.2.1 Al2O3结构陶瓷概念和分类
定义：以-Al2O3为主晶相的结构陶瓷
Al2O3 含量= 75.0~99.9%
分类：依据配料中Al2O3含量 75瓷，85瓷，95瓷，99瓷
Al2O3
3.3.2 性质与用途
Al2O3结构陶瓷的性质
Tm=20500C 莫氏硬度： 9 膨胀系数（10-6/℃，20~100 ℃ ）：8.0， 与金 属接近 体积密度v （g/cm3） ： 3.70 抗弯强度（MPa）： 385 抗张强度（MPa， 1000℃ ）： 245 弹性模量（GPa）： >300 比体积电阻（cm/1000C ）： >1014 化学稳定性良好
3） Al2O3超细粉的制备：
a 硫酸铝铵热分解法：
1)液相中合成硫酸铝铵 (NH4)SO4+Al2(SO4)2(NH4)SO4Al2(SO4)324H2O 2)多次重结晶提高纯度 3)热解法 / 溶液喷雾热解法—-Al2O3细粉 纯度99.99%，粒度6~9nm (NH4)SO4Al2(SO4)324H2O2NH3+3SO3+ Al2O3
图5.16 刚玉瓷的两种烧成制度 p145
2)烧成气氛 Po2 愈低愈有利于烧结—有利于烧结的顺序： （好） Ar H2 NH3 O2 N2 空气 （坏） 对于晶粒长大的作用顺序： (小) Ar 空气 N2 O2 H2 NH3 （大） 氨气和氢气会加速氧化铝的重结晶作用，不利于烧结。 3)烧结方法 为使Al2O3瓷完全烧结—热压烧结 ~1000℃，制品接近理论密度 否则，即使在1800℃，也很难完全烧结
Al2O3
3.2.3 Al2O3陶瓷粉体原料的制备和处理
Al2O3陶瓷粉体的制备
1）制备Al2O3粉的原料： 铝矾土（三水铝石 ） Al2O3 3H2O 硬水铝石 Al2O3 H2O or -AlO(OH) 一水软铝石 -AlO(OH) 2 ）生产方法(拜尔法)： 用NaOH溶液处理铝矿石，得铝酸钠溶液： Al2O3 (1~3)H2O + 2 NaOH 2 NaAl(OH)4 过滤除去不溶性渣： 2 NaAl(OH)4 + H2O 2 NaOH + Al(OH)3 过滤、干燥、煅烧后成Al2O3，粒度1~15m
磨料磨具 纺织瓷件 刀具等
耐高温，化学稳定性:
铂坩埚替代品 催化剂载体 航空及磁流体发电材料 密封等
95 氧化铝陶瓷在密封领域的应用
水泵机械密封 水暖阀芯 气动元件 化工设备 太阳能热水器
应用研究进展
２００４年资料，美国Aremco公司生产的氧 化铝产品已经开始用于制造气体燃烧器的喷嘴， 使用温度可高达1650℃。是一种高度致密、完 全烧结的、氧化铝纯度为96%的陶瓷，具有优 异的耐磨性能和抗腐蚀性能能以及高的机械强 度和电绝缘性能，可在1650℃ 的温度下连续使 用，抗高浓度的硫酸腐蚀。
Al2O3的晶型、性质和用途
-Al2O3： 组成为Na2O· 11Al2O3或CaO· 6Al2O3，[NaO]-层、 [Al11O12]+ 类尖晶石单元交叠堆积，氧原子立方密 堆，Na +包含于C轴的松散堆积平面内，是一种含 碱金属( 或碱土金属) 的铝酸盐。 Naβ - Al2O3 具 有层状结构。 在空气或氢气中1200℃便开始分解；Na + 能在层 间迁移、扩散和离子交换，在层间的方向具有较高 的离子导电能力和松弛极化现象；沿C 轴方向很小 甚至无离子电导。 良好离子导体，用作电池隔膜材料。
Al2O3的晶型
有 α、 β、 γ、 δ 、 ε、 δ 、 ε 、 ζ 、 κ、 λ 、 ρ及 无定型氧化铝等12 种，最为常见的有αAl2O3 、β- Al2O3 和γ- Al2O3 3 种。
第三章
3.2 Al2O3高温结构陶瓷
3.2.1 概念和分类 3.2.2 性质和用途 3.2.3 粉体原料的制备与处理 3.2.4 生产工艺 3.2.5 氧化铝陶瓷的组成、结构、工艺与性能之 间的关系
Al2O3粉体的预烧
预烧目的： -Al2O3 -Al2O3 减少烧成收缩（14.3%) 排除原料中的Na2O，提高纯度
Al2O3粉体原料预烧
预烧质量的影响因素： 添加剂：H3BO3 NH4F AlF3 0.3~3.0% 无添加剂：T=1600 ℃ H3BO3，T=1400-1450 ℃ ，t=2-3h Na2O + 2H3BO3 = Na2B2O4 + 3H2O NH4F， T=1250 ℃ ，t=1-2h 预烧温度： 过低 — 不能完全转变为-Al2O3，电性能降低 过高 — 粉料烧结，不易粉碎，活性降低
氧化铝含量与陶瓷性能
Al2O3 含量（%）： 75.0 体积密度v （g/cm3） ： >3.20 抗弯强度（N/m2）： 1.96×108 比体积电阻（cm/100℃ ）：>1012 99.5% 3.70 >2.74×108 >1014
辅料（CaCO3， Al2O3，SiO2）与陶瓷的显微形貌
0
1
433.75
505.24
2.87
4.30
0.70
0.50
0.20
0.11
3.44
3.45
0号样品：未引入板状氧化铝 1号样品：引入一定量的板状氧化铝 板状氧化铝粉体的引入利于改善陶瓷性能（申毅等，2001）
成型方式对性能的影响（肖汉宁等，2004）
Al2O3陶瓷的生产工艺－磨细
球磨：湿磨效率较高；干磨外加油酸等外加剂1-3%，以 防粘结，提高效率。 刚玉瓷的要求：小于1微米的颗粒15-30%； 大于4微米的 颗粒含量控制在10%以内。
Al2O3陶瓷的生产工艺－配料与混料
辅料的种类及其加入的目的： 目的：(1)降低烧成温度；(2)促进烧结 辅料的种类： 1)变价氧化物 TiO2 Cr2O3 Fe2O3 等 晶格常数与Al2O3相近，生成固溶体 变价使Al2O3产生缺陷，活化晶格，促进烧结 加入0.5-1.0%TiO2，降低烧成温度150-200℃ 2) 高岭土 SiO2 CaO MgO等 生成液相，降低烧成温度，促进烧结 与其他外加剂生成二元、三元或更复杂的低共溶物
添加0. 1 %CAS
图 氧化铝陶瓷的SEM 照片 （郭景坤等，2000） Fig. SEM backscattered image micrographs of Al2O3 sintered
粉体粒度和添加剂（CaO - MgO - SiO2）对氧化铝陶瓷致 密度的影响（郭景坤等，2001）