氧化铝陶瓷凝胶注模成型.doc

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1、氧化铝陶瓷凝胶注模成型（辽宁科技大学装备制造学院无机非金属材料工程2010级1班王聪）摘要氧化铝陶瓷尤其是工稈•陶瓷不仅是国民经济发展的重要材料，同吋长期以来也是高附加值产品。从近半个世纪陶瓷研究的发展来看，陶瓷研究热点经历了从烧结到粉体，直到近来的成型技术。凝胶注模成型是胶态成型的一种，由陶瓷粉体和水基单体溶液组成的浆料注入模具，原位聚合固化粉体成胶体，在未干燥之前脱模，干燥，索烧。凝胶注模成型在现在尤显瞩FI,因为其成型的添加剂都是有机物并且在素烧后并不会留下任何明显的杂质而且它能很快被改进用于新材料和新的应用。1氧化

2、铝陶瓷氧化铝陶瓷乂称刚玉瓷，是用途最广泛、原料最丰富、价格最便宜的i种高温结构陶瓷。工业上所指的氧化铝陶瓷一般是以«-A12O3为主晶相的陶瓷材料。根据AI2O3含量和添加剂的不同，有不同系列的氧化铝陶瓷，例如根据A12O3含量的不同有75瓷、85瓷、95瓷和99瓷等;根据其主晶相的不同又可分为莫来石瓷、刚玉一莫来石瓷和刚玉瓷;根据添加剂的不同乂分为辂刚玉、钦刚玉等，各自对应不同的应用范围和使用温度。⑴1.1晶体结构在所有温度下，。a-AI2O3是热力学上稳定的AI2O3晶形，除此之外，氧化铝的其它多种同素并构体主要有:日

3、B-AI2O3、a-AI2O3等，在高温将儿乎全部转化为aA12O3oa―A12O3属于结构紧密、活性低、咼温稳定、电学性能好，具有良好的机电性能。p-ai2o3属立方尖晶石结构，氧原子为面心立方，铝原子填充在间隙中。p-ai2o3密度低，机械性能差，高温不稳定，在自然界不存在。可以利用其松软结构制造同体电介质材料。y-ai2o3是一种Al203含量很高的多铝酸盐矿物，它的化学组成可以近似地用RO-6Al203和R2o•IIAI2O3来表示（RO指碱土金属氧化物，R2O指碱金属氧化物）。其结构有碱金属或碱土金属离子如[Na

4、O「层利A1hO

5、2]+类型尖晶石单元交叠堆积血成，氧离子排列成立方密堆积，N+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，呈现离子型电导。⑴1.2氧化铝陶瓷的性能与用途纯氧化铝具有很高的烧结温度，在满足使用要求的前提下，可以适当降低材料屮的氧化铝含量，多数氧化铝陶瓷材料一•般含95%的A12O3,含97%,99%甚至更高A12O3的陶瓷材料一般用在有特殊要求的场合。表1.2常用AI2O3陶瓷性能典来石紀刚工・英*石瓷75应90S95®99ft99.5直主晶相A)S"q-AI；O)AALOj0-AljO

6、)密度(gem3)3.03.2〜3.4>3.403.503.903.90幻曲强皮(MPa)】60〜200250〜300300280〜350350370〜450膨胀系数(IOP)3・2~3・&5.0〜5.5—5.5〜5.76.7—导热系Jft(WmKJ(20r))——16.825.225.229.2烧结温度2)AI2O3陶瓷是耐火氧化物屮化学性质最稳定、机械强度最高的材料之一;AI2O3陶瓷与大多数熔融金属不发生反应，只有

7、Mg、Ca>zr和Ti在一定温度以上对其有还原作用;热的浓硫酸能溶解A12O3,热的HCI、HF对其也有一定腐蚀作用；A12O3陶瓷的蒸汽床较小的。由于A12O3陶瓷优异的化学稳定性，可广泛应用于金属熔炼增祸、理化器皿、炉管、炉芯、热电偶保护管和各种耐热部件;在化工领域广泛应用于耐酸泵业轮、泵轮、泵盖、轴套、输送酸的管的内衬和阀门等。氧化铝的含量高于95%以上的A12O3陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗特点，在电子、电器方面有十分广阔的应用领域。例如作为微波电解质,雷达天线罩，超高频大功率电子管支架、窗口、管壳、晶

8、体管底座、大规模集成电路基板和元件等。A12O3陶瓷的高破度和耐磨性在机械领域得到了广泛的应用oA12O3陶瓷制备的各种耐磨零件在纺织机械屮得到了大量应用;采用A12O3陶瓷可以提高齐种工具、磨具、拔丝模的耐磨性。AI2O3陶瓷作为刀具的制造材料己有相当长的历史和广泛的市场。各种发动机屮还大量使用A12O3陶瓷火花塞，这要求陶瓷应具有高密度，一般是用冷等静压成型制造的。A12O3陶瓷对可见光和红外光有良好的透过性，还具有高温强度高、耐热性好、耐腐蚀性能（耐强碱和氢氟酸腐蚀）强的特点。高压钠灯发光效率高，但在气体放电发光时，

9、灯管屮心温度达iooo°c以上，同时附带高温钠蒸汽的严重侵蚀,透明ai2o3陶瓷在满足透光性要求的同吋，又满足了耐热性和耐钠蒸汽侵蚀的要求。此外，透明ai2o3陶瓷还可以用作红外检测窗口材料、熔制玻璃的柑锅等（在某些场合可以代替钳金增祸），还可以用作集成电路基片，高频绝缘材料及结构材料等。[2]2陶瓷成