氧化铝陶瓷课件.ppt

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1、氧化铝陶瓷冶金0802班第三组——陈孟、操龙虎、喻宗鑫、徐磊、李勇峰、常胜、唐方方、杨帅、刘杰、刘晓1三氧化铀氧化钙氧化锌二氧化钍氧化锆二氧化钛氧化钇氧化铍氧化镁氧化铝氧化物陶瓷2氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷具有机械强度高、电阻率高、电绝缘性好、硬度和熔点高、抗腐蚀性好、化学稳定性优良等性能，而且在一定条件下具有良好的光学性和离子导电性。基于Al2O3陶瓷的一系列优良性能，其广泛应用于机械、电子电力、化工、医学、建筑以及其它的高科技领域。34类别氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷是Al2O3含量在99．9％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达16

2、50—1990℃，透射波长为1～6μm，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。普通型氧化铝陶瓷按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3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、铌等金属封接，有的用作电真空装置器件。56陶瓷材料的制备工艺流程粉末制

3、备预处理成形烧结加工成品7制作工艺之粉体制备粉体粒度在１μｍ微米以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99．99％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，一般为重量比在10－30％的热塑性塑胶或树脂。有机粘结剂应与氧化铝粉体在150－200℃下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2

4、％的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al2O3喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于30℃，颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。8制作工艺之粉体制备工业Al2O3粉体的制备方法——湿碱法（拜尔法）、干碱法（烧结法）、联合法高纯Al2O3粉的制备方法(1)有机铝盐加水分解法，即sol—gel法将铝的醇盐加水分解制得氢氧化铝Al(OR)3+3H2O＝Al(OH)3+3ROH将水解生成的溶胶洗净，

5、过滤、干燥，并在合适的温度下煅烧，便得到易烧结的纯Al2O3粉。9（2）无机铝盐的热分解法用精制硫酸铝、铵明矾、碳酸铝铵盐等，通过热分解的方法制备Al2O3粉末。（3）放电氧化法将高纯铝粉浸入纯水中，插上电极使之产生高频火花放电，铝粉激烈运动并与水反应生成氢氧化铝，经煅烧得到高纯Al2O3粉末（4）此外还有水热沉淀法、气相法、净化氯酸钠溶液等方法。10制作工艺之预烧与晶型转变预烧的目的使γ-Al2O3转变为稳定的α-Al2O3，伴随着14%的体积收缩煅烧后的Al2O3可能形成极细小的α-Al2O3单晶微粒球状Al2O3的脆性提高，易于细磨排除Al2O3原料

6、中的Na2O，提高原料的纯度1112制作工艺之磨细与配料原始粉料的颗粒度对材料的烧结过程和材料性能有重要影响，一般认为，细颗粒有利于降低烧结温度，当粒径为5um的Al2O3粉末含量大于10％-15%时，烧结明显受阻；粒径小于1um的Al2O3粉末应达到15％一30％，若大于40％，烧结时会出现重结晶现象，晶粒急剧长大。此外，成形方法不同，对粉末细度要求也不同。纯Al2O3主要靠固相烧结，液相很少，因此难以烧结，而且烧成温度很高。在生产中，根据产品性能要求不同，可以加入不同类型和不同量的添加剂，以降低烧成温度。目前使用较多的有两类添加剂：第一类添加剂能与Al

7、2O3形成固溶体，主要为变价氧化物，如TiO2、Cr2O3，及Fe2O3等；第二类添加剂能与Al2O3生成液相，主要包括高岭土、SiO2、CaO、MgO等，由于Al2O3与添加剂生成二元、三元或更复杂的低共熔物，使烧成温度降低。13制作工艺之成型方法常见的有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。141、干压成型氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1ｍｍ，长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机

8、有液压式、机械式两种，可呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力为2