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      氧化鋁陶瓷的燒結

      發布時間:2021-07-31

      氧化鋁陶瓷的燒結

        燒結就是將粉末或者粉末壓坯加熱到低于其中基本成分的熔點溫度,然后以一定的方法和速度冷卻到室溫的過程。燒結的目的是使粉末顆粒之間發生粘結,燒結體的強度增加,把粉末顆粒的聚集體變為晶粒的聚集體,來獲得所需的物理、機械性能的制品或材料。

        氧化鋁陶瓷離子鍵較強,導致其質點的擴散系數低(Al3+在1700℃時擴散系數為10-11cm2·S-)、燒結溫度高(99氧化鋁的燒結溫度高達1800℃)。如此高的燒結溫度使晶粒急劇生長,殘余氣孔聚集長大,從而導致材料的力學性能降低。同時也使材料氣密性變差,并加大對窯爐耐火磚的損害。因此,降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度是氧化鋁陶瓷行業所關心和必需解決的問題。對于陶瓷材料,一般采用兩種途徑來降低其燒結溫度一種途徑是通過獲得分散均勻、無團聚,并具有良好燒結活性的超細粉體以降低陶瓷的燒結溫度;另一種降低陶瓷材料燒結溫度的方法,是添加適量的燒結助劑。

        目前,制備超細活化易燒結Al2O3粉體的方法分為兩大類,一類是機械法,另一類是化學法。機械法是用機械外力作用使Al2O3粉料顆粒細化,常用的粉碎工藝有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、氣流粉碎等,其中砂磨是制備超細陶瓷粉體的有效途徑之一。近年來,采用濕化學法制備超細高純粉體技術得到較快發展,其中較為成熟的是溶膠-凝膠法,可以制備傳統方法無法制備的材料。溶膠高度穩定,可將多種金屬離子均勻、穩定地分布于膠體中,通過進一步脫水形成均勻的凝膠(無定形體),再經過合適的處理便可獲得活性極高的超微粉混合氧化物或均一的固溶體。

        隨著科學技術的發展及制造技術的提高,氧化鋁陶瓷在現代工業和現代科學技術領域中得到越來越大范圍的應用,對氧化鋁陶瓷性能不斷提出新的要求。國外對Al2O3材料的研究起步較早。尤其是在科技含量高的領域如機械加工、醫學、航空航天等。而國內對Al2O3材料研究相對較晚,技術相對落后,且制造業中生產工藝較落后,裝備不精。因此在如何獲得高性能的陶瓷材料方向,依然需要繼續努力,除文中提及的細化原料顆粒,添加燒結助劑之外,還可以在特殊燒結工藝上深入探究。

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