氧化铝陶瓷综述(原版)

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)

1.1α-32O Al (1)

1.2β-32O Al (1)

1.3γ-32O Al (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)

3.232O Al 的预烧 (4)

3.332O Al 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)

氧化铝陶瓷综述

摘 要

本文简述了氧化铝陶瓷的功能及在各行业的应用，详细论述了氧化铝陶瓷的加工、成型及制备和制备过程中各工序对制品可能产生的影响以及通常会出现的问题与相应的解决方法。

关键词 氧化铝陶瓷；预烧；粉磨；成型；烧结；后加工处理；应用

正文：

以氧化铝(32O Al )为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷(alumina-ceramic)。它属无机非金属材料之一，具有特殊用途，新的性能，故也称特种陶瓷、高性能陶瓷。氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最宽、产销量最大的陶瓷新材料。

1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介

根据研究报道，32O Al 有12种同质多晶变体[1]，但应用较多的主要有3种，即α-32O Al 、β-32O Al 和γ-32O Al ，这3种晶体的结构不同，故它们的性质具有很大的差异[2]。

1.1α-32O Al

α-32O Al 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。

1.2β-32O Al

β-32O Al 是一种32O Al 含量很高的多铝酸盐矿物，密度为3.30～3.63g/cm3，它的化学组成中含有一定量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物，并且还可以呈现离子型导电。

1.3γ-32O Al

γ-32O Al 是尖晶石型立方结构，在950～1200℃范围内转化为α-32O Al ，密度为

3.42～3.47g/3cm 。它的氧原子呈立方紧密堆积，铝原子填充在间隙中，这就决定了它在高温下不稳定、力学和电学性能差的缺陷，在科学应用中很少单独制成材料使用。但它有较高的比表面积和较强的化学活性，经过技术改进可以作为吸附材料使用。

由于β-32O Al 和γ-32O Al 在高温(950～1200℃)下易转化为α-32O Al ，而陶瓷的制备又须经高温烧结，所以氧化铝陶瓷是一种以α-32O Al 为主晶相的陶瓷材料。 2氧化铝陶瓷的分类及功能简介

2.1分类

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。

高纯型氧化铝陶瓷系32O Al 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1～6m μ，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32O Al 含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时32O Al 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粉，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。

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。

以α-32O Al 为主晶相的氧化铝陶瓷称为刚玉瓷(corundum)，属三方晶系，其密度为

3.96g/3cm ，熔点为2053℃。以α-32O Al 和332O Al ·22SiO 为主晶相的氧化铝陶瓷称为刚玉一莫来石瓷(corundum-mullite)，以332O Al ·22SiO 为主晶相的氧化铝陶瓷称为莫来石瓷(mullite)。

氧化铝陶瓷根据其主要的成型工艺不同可分为玻璃渗透氧化铝陶瓷、多孔氧化铝陶瓷等，根据其成型方法的不同又可分为压制成型氧化铝陶瓷、热压成型氧化铝陶瓷和注射成型氧化铝陶瓷等。

2.2功能

氧化铝陶瓷具有热稳定和化学稳定性，电绝缘性、压电性、耐腐蚀性、化学吸附性、生物适应性、吸声性和透光性等多种有实用价值的性能和功能，见表1。