氧化铝陶瓷的应用-张小锋

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1、38FOSHANCERAMICSVol.20No.2（SerialNo.161）氧化铝陶瓷的应用张小锋，于国强，姜林文（景德镇陶瓷学院，景德镇333001）摘要：随着科学技术与制造技术日新月异的发展，氧化铝陶瓷在现代工业中得到了深入的发展和广泛的应用。本文介绍了氧化铝陶瓷在各个研究领域的应用及其制备工艺，以氧化铝陶瓷性能为基础，综述了它在所应用领域的发展状况。关键词：氧化铝；刀具；透明陶瓷；纤维1Al2O3陶瓷性能简介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。氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最（3）γ-Al2O3宽、产量最大的陶瓷材料。γ-Al2O3

2、是尖晶石型立方结构，密度为3.42～3据研究报道，AlO有12种同质多晶变体[1]，但3.47g/cm。它的氧原子呈立方紧密堆积，铝原子填充23应用较多的主要有3种，即α-Al2O3、β-Al2O3和在间隙中，这就决定了它在高温下不稳定、力学和电γ-Al2O3，这3种晶体的结构不同，故它们的性质具有学性能差的缺陷，在科学应用中很少单独制成材料很大的差异[2]。使用。但它有较高的比表面积和较强的化学活性，经（1）α-Al2O3过技术改进可以作为吸附材料使用。α-Al2O3是三方晶系，单位晶包是一个尖的菱面在制备Al2O3原料方面，如果对于纯度要求不高体，密度为3.96～4.0

3、1g/cm3，其结构最紧密、化学活的Al2O3，一般是通过化学方法来制备。以铝土矿为原性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机械性能也料，通过烧结、溶出、脱硅、分解、煅烧等步骤，把铝土最佳，在一定条件下可以由其它的两种晶体转换而来。矿中的Al2O3成分溶解于氢氧化钠（NaOH）溶液中，将（2）β-Al2O3得到的偏铝酸钠（NaAlO2）溶液，冷却至过饱和态，加β-Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物，水分解就会析出氢氧化铝（Al(OH)3）沉淀，再将它煅密度为3.30～3.63g/cm3，它的化学组成中含有一定烧即可得到Al2O3。但在制备高纯度Al2O3原料时一

4、般；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；不断涌入，将给我国轴承市场带来更大的冲击，因此，用性能；二是研究陶瓷轴承相关部件的结构配合设计，以新材料、新技术改造传统轴承产业，提高国内轴承产品及加工的可靠性和经济性；三是陶瓷轴承相关部件无的技术含量和附加值，尤其是拉动陶瓷轴承的市场竞争损检测方法和破坏预测的技术；四是制定陶瓷轴承的和生存能力，已成为一个重要课题。检验标准等。相信陶瓷轴承进入实用化阶段已为时不我国在陶瓷轴承研究方面起步较晚，国家于1985远，其应用前景十分广阔。年开始将陶瓷球轴承研究与开发列入科技攻关项目，并

5、投入了大量资金，一些科研院所和企业也做出了有益的探索，取得了可喜的成果，但目前仍处于试验研参考文献究阶段。影响陶瓷材料在球轴承中广泛应用的主要原[1]刘译九.滚动轴承应用手册[M].北京:机械工业出版社，1996.因，是其难加工性和过高的制造成本。陶瓷轴承的研[2]王广生.金属热处理缺陷分析及案例[M].北京:机械工业出究还需要在以下几方面进一步探索：一是研究适应范版社，2002.围更宽、润滑条件更恶劣条件下陶瓷轴承的滚动接触[3]马亚良.滚动轴承质量控制[M].北京:中国计量出版社.2004.2010年第2期（第161期）佛山陶瓷39采用有机铝盐加水热分解法、铝的水中放电

6、氧化法、瓷刀具的理想材料。解决这一问题的有效途径是：制铝的硫酸盐和氨碳酸盐热分解法、铵明矾热分解法备出粒径尺寸在100nm以下单分散的α-Al2O3粉，利[3]等。目前国内外大多数学者都采用铵明矾热分解用纳米α-Al2O3的高活性，再运用先进的烧结技术在[7]法，因为此方法制备的Al2O3纯度高、细度小(约1μm较低的温度下得到细晶Al2O3陶瓷，有时也可以加[8]以下)，且颗粒分布范围窄、团聚程度轻。入MgO或Y2O3来抑制晶粒长大，起到细化晶粒的作用。氧化铝陶瓷具有机械强度高、电阻率高、电绝缘纯Al2O3陶瓷刀具高温性能、耐磨损性较好，但抗弯强性好、硬度和熔点高、抗腐蚀

7、性好、化学稳定性优良度较低、抗冲击能力差，目前它越来越多被各种复合等性能，而且在一定条件下具有良好的光学性和离Al2O3陶瓷刀具所替代。子导电性。基于Al2O3陶瓷的一系列优良性能，其广泛2.1.3复合Al2O3陶瓷刀具应用于机械、电子电力、化工、医学、建筑以及其它的在复合陶瓷中，有几种复合方向：Al2O3-碳化物高科技领域，本文对Al2O3陶瓷在以上6个方面的应陶瓷刀具、Al2O3-碳化物-金属陶瓷刀具、Al2O3-氮化用进行了阐述。物或硼化物陶瓷刀具等。Al2O3-碳化物陶瓷刀具，是在Al2O3中添加一定的2A