氧化铝陶瓷综述(原版)
氧化铝陶瓷
前言
作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中 含量非常丰富, 在岩石中平均含量为15 .34 %, 是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物
据研究报道，Al2O3 有12 种同质多晶变体 应用较多的主要有3 种， 即α- Al2O3、β-
按原料分类
一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类 一类是工业氧化铝 另一类是电熔刚玉。
按原料分类
工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土 矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝 石、一水软铝石等氧化铝的水化物组成)和高岭 土为原料, 通过化学法(主要是碱法, 多采用拜尔 法—碱石灰法)处理, 除去硅、铁、钛等杂质制 备出氢氧化铝, 再经煅烧而制得, 其矿物成分绝 大部分是γ-Al2O3 。工业氧化铝是白色松散的 结晶粉末, 颗粒是由许多粒径<0 .1 μm 的γAl2O3 晶体组成的多孔球形聚集体, 其孔隙率 约为30 %, 平均粒径为40--70 μm。
Al2O3 和γ-Al2O3，这3 种晶体的结构不同， 故它们的性质具有很大的差异
常用氧化铝晶型
α-Al2O3（刚玉） 是氧化铝各种型态中最稳定的晶型, 也是自然
界中惟一存在的氧化铝的晶型。 是三方晶系， 单位晶包是一个尖的菱面体，密
度为3.96--4.01g/cm3 ，其结构最紧密、化学 活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机 械性能也最佳，在一定条件下可以由其它的两 种晶体转换而来。
应用中的主要产品
主要有以下系列产品: ①耐磨耐腐蚀氧化铝球、衬; ②氧化铝耐磨陶瓷罐; ③化工行业用氧化铝填料球; ④耐磨氧化铝衬板、衬片; ⑤耐磨耐腐蚀氧化铝球阀; ⑥油田用氧化铝缸套; ⑦油田用氧化铝陶瓷旋流器; ⑧各种氧化铝陶瓷材料制品常低,通常 只有3MPa. m1 /2,脆性限制其优良性能的发挥 和更广泛的应用,因此增韧研究成了氧化铝结构 陶瓷材料研究的核心课题。
无机非金属材料——氧化铝陶瓷
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一、材料制备
氧化铝陶瓷制品成型方法常采用的有：干压、 注浆、挤出、等静压（干法、湿法）、注凝、
流延、热压铸、离心注浆等。不同的产品，因
其形状、尺寸、造型复杂与精度各异，需要采
用合理的成型方法。
1、原料来源和制备工艺流程
氧化铝在地壳中含量非常丰富,在岩石中平均含 量为15.34%,是自然界中仅次于SiO2存量的氧化 物。一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2大类, 一类是工业氧化铝,另一类是电熔刚玉。 原料配料→研磨加工→制粉（制浆、制泥） →成型（半干压、滚制、等静压、注浆、离心 注浆、热压铸、挤出）干燥→制粉→热压烧结 →烧成→检选（冷加工）→包装入库→出厂
其他方面
航空航天方面应用较多的 是Al2O3基纤维， 它具有 高强度、耐高温、抗氧化、 耐腐蚀等多种性能。 Al2O3可以制备成高温耐 热纤维， 用于航天飞机上 的隔热瓦和柔性隔热材料 等。利用Al2O3纤维还可 以用来增强金属基和陶瓷 基复合材料， 大量用于超 音速喷射飞机中的喷管及 火箭发动机中的垫圈。
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四、发展
1.现状的分析 改革开放以来,我国建筑陶瓷工业获得了飞速的发展,随着我国 加入ＷＴＯ,建筑陶瓷工业又面临着一次空前的发展机遇,同时也 面临着前所未有的挑战。 目前,我国建筑陶瓷企业主要分布在东南沿海一带,如广东的佛 山、福建的晋江、浙江的温州、河北的唐山、山东的淄博和潍坊 等地。企业过分集中于少数地区,这种现状虽然具有有利的一面, 但我们也决不能忽略其不利的一面。第一,这种过于集中的特点会 造成严重的局部重复建设和资源浪费,不利于我国建筑陶瓷工业的 全面、可持续发展;第二,容易造成企业间的恶性竞争,不利于我国 建筑陶瓷工业的健康发展;第三,容易造成产品的局部供大于求,而 过剩部分的产品要外销特别是销往较远的(如东北、西北等)地区, 销售成本无疑会增加;第四,容易造成主要原材料的缺乏,这些原料 长期大量外购,也会增加生产成本。
995氧化铝陶瓷使用温度
995氧化铝陶瓷使用温度
一、995氧化铝陶瓷简介
995氧化铝陶瓷（Al2O3-995）是一种高纯度、高密度的氧化铝陶瓷材料。
其氧化铝含量高达99.5%，因此具有优异的力学性能、化学稳定性和高温稳定性。
在我国，995氧化铝陶瓷被广泛应用于航空航天、军事、化工、电子等高技术领域。
二、995氧化铝陶瓷的使用温度范围
995氧化铝陶瓷的使用温度范围主要取决于其制品的制备工艺和应用环境。
一般来说，其使用温度在室温至1500℃之间。
在高温环境下，995氧化铝陶瓷具有较好的抗氧化性能和热稳定性。
三、995氧化铝陶瓷在不同温度下的性能表现
1.室温下：995氧化铝陶瓷具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于各种工业制品的制造。
2.高温下（1000-1500℃）：995氧化铝陶瓷的力学性能和抗氧化性能保持稳定，可应用于高温环境下的结构件和功能件。
四、提高995氧化铝陶瓷使用温度的方法
1.优化制备工艺：采用高温烧结、热等静压等先进工艺，提高氧化铝陶瓷的致密度和高温稳定性。
2.添加助剂：在制备过程中加入适当的助剂，可降低烧结温度，提高制品的力学性能和高温稳定性。
3.表面处理：对995氧化铝陶瓷制品进行表面处理，可提高其在高温环境
下的抗氧化性能。
五、应用领域及前景展望
995氧化铝陶瓷因其优异的性能，在我国得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步和陶瓷制备技术的提高，995氧化铝陶瓷在航空航天、军事、化工、电子等领域的应用前景十分广阔。
氧化铝陶瓷简述说课讲解
• 小于1μm占15－30％，若大于40％，烧结时会出现严 重晶粒长大。
• 5μm的颗粒大于10—15％会明显妨碍烧结。 • 成型方式不同： • 注浆成型小于2μm的粉体应达到70%—85% • 半干压成型小于2μm的粉体应达到50%—70%
球磨、振动磨、搅拌磨、气流磨
• 干磨和湿磨
• 球磨：外加1％－3％的助磨剂，如：油酸
• 粉体在粉碎过程中，受到热作用或机械力的撞击、 碾压、剪切，使原来完整晶格结构受到不同程度 的破坏，在颗粒内部出现裂纹、位错，表面原子 会出现不同程度的偏离，甚至会呈现无定形状态。 即增加了颗粒的缺陷能，质点更容易脱离原有位 置的束缚，便于材料在烧结过程中的物质的传递 或转移。
• 总之，粉末微细化，能加速粉料在烧结过程中动 力学过程、降低烧结温度和缩短烧结时间、改善 和提高陶瓷的各项性能。
• 三、 βAl2O3 • 多铝酸盐矿物，RO.6Al2O3、R2O.11Al2O3
• [NaO]-1层和[Al11O12]＋类型尖晶石单元交叠 堆积而成。
• 材料强度低、不能用于结构材料，介电损耗大， 不能用于机电材料。
• Na＋完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在 这个平面内可快速扩散，呈现离子型导电。如： 300度，钠离子扩散系数达1×10-5cm2/s导电率达 3×10-3s/m
• 一、γAl2O3
• 水铝矿及氢氧化铝矿等氧化铝水化物的脱水过程 中生成的过渡氧化铝。
• 六方晶系，尖晶石结构。
晶格常数较大，密度低，结构松散，良好吸附力。 高温不稳定
1200度转化为αAl2O3 多孔材料，吸附剂
• 二、αAl2O3 • 三方晶系，刚玉型结构
• 结构最紧密，活性低，温度稳定，电学性 能和机电性能优良
【精品文章】氧化铝透明陶瓷简述
氧化铝透明陶瓷简述
氧化铝透明陶瓷材料是第一个实现透明的陶瓷材料。
它具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性和生物相容性等结构陶瓷所固有的属性，同时具备透光这一功能属性，已经在能源、机械、军工、电子、半导体、医学等高技术领域得到越来越多的应用。
图1 (a)透明氧化铝托槽(b)透明氧化铝装甲
1. 氧化铝透明陶瓷及其制备技术
自二十世纪六十年代美国通用公司发现了第一个氧化铝透明陶瓷以来，在半个多世纪里，陶瓷领域的科研工作者们通过改进氧化铝透明陶瓷的成型与烧结工艺，使得氧化铝透明陶瓷在力学、光学以及产业化应用方面均取得了巨大进步。
1.1 透明陶瓷的定义及影响因素
德国Fraunhofer研究所Krell等人严格区分了“透明”与“半透明”两个概念，Krell等人认为只有与物体隔着一定距离而仍然具有良好透明度的陶瓷才是透明陶瓷，否则只能称为半透明陶瓷。
我国一般认为直线透光率在可见光区域的最大值超过15%可称为透明陶瓷。
图2 半透明、介质透明与全透明陶瓷
光线透过陶瓷多晶体的光线损失主要包括三部分：（1）表面反射损失，对于氧化铝而言一般为7~8%；（2）第二相损失（气孔、杂质、第二晶相等），由于第二相与陶瓷基体的折射率有显著差异而造成的光线损失。
如氧化物陶瓷折射率一般为1.3~2.7，而气孔即光线在空气中的折射率为
1.003；（3）所有非等轴晶系的晶界上均存在双折射，双折射可产生额外光。
氧化铝陶瓷的主要成分
氧化铝陶瓷的主要成分1.引言氧化铝陶瓷是一种具有广泛应用的高级工程陶瓷材料，用于各种工业、冶金、电子、化学等领域。
氧化铝陶瓷是一种纯度高、强度高、硬度高、耐腐蚀性好的陶瓷，可以替代不锈钢、钛合金、钨合金等耐磨材料，具有良好的绝缘性、热稳定性和机械性能。
2.氧化铝陶瓷的主要成分氧化铝陶瓷的主要成分是氧化铝（Al2O3），它是一种白色晶体粉末，无毒、无味、无色，具有良好的化学稳定性和热稳定性。
氧化铝是一种高温稳定的材料，在高温下也可以保持其强度和硬度，这使得它在高温环境中具有重要的应用价值。
氧化铝通常是通过原料氧化铝粉末在高温下烧结而成的。
烧结过程中原料粉末会经历多次升温和冷却阶段，最终形成氧化铝陶瓷坯体，其密度可以达到98%以上。
此外，为了改善氧化铝陶瓷的性能和加工工艺，常常在材料中添加其他元素和化合物。
例如，在氧化铝中添加稳定剂和强化剂可以提高其强度和硬度；添加其他氧化物和氧化物组合可以调整其导电性和抗腐蚀性。
3.氧化铝陶瓷的性能氧化铝陶瓷材料具有以下主要性能：1）高强度：氧化铝陶瓷具有较高的强度和硬度，可以轻松地处理搅拌、混合、干燥等粉末处理过程中产生的摩擦和冲击。
2）良好的抗腐蚀性：氧化铝陶瓷在高温和酸碱环境中具有优异的稳定性和抗腐蚀能力。
3）高温稳定性：氧化铝陶瓷具有较高的熔点和高温稳定性，在高温环境中保持其强度和硬度。
4）优良的绝缘性能：氧化铝陶瓷材料的绝缘性能优良，具有优秀的介电常数和耐电击性。
5）高化学惰性：氧化铝陶瓷材料的化学惰性高，可以经受多种有害化学物质的侵蚀，是一种非常稳定的高级工程陶瓷。
4.应用领域氧化铝陶瓷在多个领域应用广泛，主要应用领域包括以下几个方面：1）机械制造领域：氧化铝陶瓷常常用于制造机械零件和设备零部件，如轴承、轮轴、紫外线灯等，可以大大提高设备的使用寿命和稳定性。
2）电子领域：由于氧化铝陶瓷具有优异的绝缘性和高频特性，因此在电子器件中广泛应用，如陶瓷电容器、微波电路、电子绝缘板等。
氧化铝陶瓷概述
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（1）CaO－Al2O3－SiO2系瓷料 例3.计算该系统瓷料在相应的
无变量点温度下所能形成的最高液 相量。P142
1#配方的化学组成和S/C ：
组分 CaO 组分% 1.8
Al2O3 SiO2 96 2.2
S/C 1.2
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❖
从S／C＝1.2小于2.16，瓷料组成点处
两者结构的主要不同仅在于Na－Al2O3中 “尖晶石基块”之间的Na+，被数量大致少一 半的Ca2+取代。但是CaO引入Al2O3瓷料并不使 烧结瓷体的介电性能恶化，少量CaO的引入反
而使瓷体的tg值有所降低(参阅表4—7数据)。
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❖ Ca－Al2O3和Na－Al2O3对Al2O3瓷 体介电性能的影响截然不同，是由于 Ca2+是二价离子，价键较强，处于“尖 晶石基块”之间的Ca2+把“尖晶石基块” 拉紧，使Ca2+比较牢固地压在“尖晶石 基块”之间， Ca2+失去了可动性，至少 在低温时是如此。
（2）加入粘土生成钠长石。
（3）煅烧。对高铝瓷采用此方式， 可使－Al2O3－Al2O3，在煅烧时加 入 一 定 量 的 硼 酸 与 Na2O 反 应 生 成 硼 酸 钠，是易挥发物质，在煅烧中挥发除 去。
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表4-6列出了Al2O3在Na、Si杂质共存 时，杂质含量对烧结瓷体介质损耗的影 响。
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(4)Al2O3 陶 瓷 的 熔 剂 类 加 入 物 MgO ， CaO ， BaO ， Si02 ， 除 CaO 的 高 温 挥 发 性 较弱，其他几个氧化物的挥发性都较强。 但挥发性较强的氧化物结合成复合氧化 物（3Al2O3 ·2Si02）时，挥发速度和挥 发性有不同程度的降低。
2024年氧化铝陶瓷市场发展现状
2024年氧化铝陶瓷市场发展现状引言氧化铝陶瓷是一种具有优异性能和广泛应用领域的陶瓷材料。
本文将对氧化铝陶瓷市场的发展现状进行综合分析。
氧化铝陶瓷概述氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主要成分的陶瓷材料。
它具有高熔点、高硬度、高抗腐蚀性和良好的绝缘性能等特点，因此在电子、航空航天、机械制造等领域得到广泛应用。
市场规模与增长趋势氧化铝陶瓷市场规模庞大且不断增长。
随着高科技产业的迅猛发展，对氧化铝陶瓷的需求不断增加。
根据数据显示，氧化铝陶瓷市场在近几年保持着稳定增长的态势。
氧化铝陶瓷市场应用领域氧化铝陶瓷在各个领域都有广泛应用。
其中，电子行业是氧化铝陶瓷最主要的应用领域之一。
氧化铝陶瓷在电子行业中被用于制造集成电路基板、封装材料和高温绝缘材料等。
此外，氧化铝陶瓷还广泛应用于航空航天领域、机械制造领域和能源行业。
氧化铝陶瓷市场竞争格局氧化铝陶瓷市场具有较高的竞争性。
在市场上，存在着多家氧化铝陶瓷材料生产商和供应商。
这些企业通过不断提升产品质量、拓展市场渠道来提高竞争力。
氧化铝陶瓷市场发展趋势氧化铝陶瓷市场在未来有很大的发展潜力。
随着科技的进步和技术的不断创新，氧化铝陶瓷的性能得到了进一步提升。
预计未来氧化铝陶瓷市场将在电子、航空航天、机械制造等领域实现更广泛的应用。
结论综上所述，2024年氧化铝陶瓷市场发展现状良好，市场规模庞大且不断增长。
氧化铝陶瓷在各个领域有广泛的应用，尤其是在电子行业。
市场竞争激烈，但未来市场有良好的发展潜力。
氧化铝陶瓷的低温烧结技术简介
氧化铝陶瓷的低温烧结技术简介一、氧化铝陶瓷简介氧化铝陶瓷材料，具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能。
同时其生产原料来源广、价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势，故已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业，成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
氧化铝陶瓷是一种以α氧化铝为主晶相的陶瓷材料，氧化铝含量一般在75~99.9%之间，通常习惯以氧化铝的含量来分类。
氧化铝的含量在75%左右称为“75瓷”，含量在85%左右称作“85瓷”，含量在99%左右称作“99瓷”。
含量在99%以上的称作刚玉瓷或纯刚玉瓷。
99瓷氧化铝瓷材料主要用于制作高温坩埚、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。
氧化铝有α（刚玉型）、β、γ、δ等11种变体，其中主要是α、γ两种晶型，而且只有一种热力学稳定相，即α氧化铝。
而β氧化铝是含碱的铝酸盐(R2O·11Al2O3或RO·6Al2O3)。
它们的结构各不相同。
氧化铝陶瓷二、氧化铝陶瓷低温烧结技术由于氧化铝熔点高达2050℃，导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高（参见表一中标准烧结温度），从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具，这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。
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。
当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术，归纳起来，主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施，下面分别加以概述。
1、通过降低氧化铝粉体的粒径，提高粉体活性来降低瓷体烧结温度。
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。
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目 录 摘 要 ................................................................................................................................ 1 正文： ................................................................................................................................ 1 1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介 ......................................................................... 1 1.1-32OAl................................................................................................................ 1 1.2-32OAl ................................................................................................................. 1 1.3-32OAl ................................................................................................................. 1 2氧化铝陶瓷的分类及功能简介 ..................................................................................... 2 2.1分类 ........................................................................................................................ 2 2.1.1氧化铝陶瓷按其中氧化铝含量不同分为高纯型和普通型两种。 .......... 2 2.1.2氧化铝陶瓷根据主晶相不同可分为刚玉瓷、刚玉—莫来石瓷及莫来石瓷。 ................................................................................................................................. 2 2.2功能 ........................................................................................................................ 2 3氧化铝陶瓷的原料及其加工 ......................................................................................... 3 3.1原料及其制备 ........................................................................................................ 3 3.232OAl的预烧 .......................................................................................................... 4 3.332OAl粉体的制备 .................................................................................................. 4 4氧化铝陶瓷的成型工艺 ................................................................................................. 5 4.1成型辅助剂 ............................................................................................................ 5 4.2成型方法 ................................................................................................................ 5 4.2.1模压成型 ...................................................................................................... 5 4.2.2等静压成型 .................................................................................................. 5 4.2.3注浆成型 ...................................................................................................... 5 4.2.4凝胶注模成型 .............................................................................................. 5 4.2.5热压铸成型 .................................................................................................. 6 5烧结 ................................................................................................................................. 6 5.1烧结方法 ................................................................................................................ 6 5.1.1常压烧结法 .................................................................................................. 6 5.1.2热压烧结和热等静压烧结 .......................................................................... 6 5.1.3液相烧结法 .................................................................................................. 6 5.1.4其它烧结方法 .............................................................................................. 7 5.2影响氧化铝陶瓷烧结的因素 ................................................................................ 7 5.2.1成型方法的影响 .......................................................................................... 7 5.2.2烧结制度的影响 .......................................................................................... 7 5.2.3烧结气氛的影响 .......................................................................................... 7 5.2.4辅助剂的影响 .............................................................................................. 7 5.2.5烧结方法的影响 .......................................................................................... 8 6氧化铝陶瓷的后加工处理 ............................................................................................. 8 7氧化铝陶瓷的应用和发展现状 ..................................................................................... 8 7.1机械方面 ................................................................................................................ 8 7.2电子、电力方面 .................................................................................................... 8 7.3化工方面 ................................................................................................................ 8 7.4医学方面 ................................................................................................................ 9 7.5建筑卫生陶瓷方面 ................................................................................................ 9 7.6其它方面 ................................................................................................................ 9 参考文献 ............................................................................................................................ 9