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氧化铝陶瓷制备要点

  来源:peppyfool.com
      氧化铝陶瓷是现代工程技术中应用广泛的陶瓷之一,高密度带来许多好处。例如,如果晶粒排列紧密,就能更好地承受外部载荷或腐蚀物质的腐蚀,不易形成破坏性的突破点。然而,获得致密的氧化铝陶瓷并不那么简单。由于陶瓷材料的性能在很大程度上与其制造技术密切相关,因此有必要控制生产条件以获得令人满意的结果。具体需要注意什么地方,我们来看看下面。
      1、原材料的选择:选择陶瓷粉末时,应特别注意纯度。尽管杂质会在烧结过程中燃烧,但在致密化过程中会形成不规则的孔。然而,无机杂质可能在高温下与陶瓷粉末反应或留在基体中形成微裂纹。这些微结构上的潜在危险会对氧化铝陶瓷的致密化产生明显的影响。因此,使用高纯Al2O3粉末是制备性能优良的氧化铝陶瓷的重要前提。
      2、原材料的一致性成分:为了降低陶瓷坯体的烧结温度,烧结前应在粉末中加入适当的添加剂,因此混合料的质量也是影响陶瓷烧结体的一个重要因素。如果混合不均匀,一些部分成分将偏离总比例,导致一些部分添加剂较少,氧化铝难以在低温下烧结,而熔点较低的地方有更多的添加剂,这易于液相和快速晶粒生长,会导致不均匀的微观结构的产品。
      3、原材料的粒度:通常,原料颗粒越细,烧结时间越短。这是因为颗粒越细,它们之间的接触越紧密,烧结过程中的扩散路径越短,烧结驱动力-表面能越大。然而,过细是不可接受的,因为过高的颗粒表面可能吸附杂质,导致粉末不纯,同时,这将导致成型困难。因此,选择用于生产高密度氧化铝陶瓷的粉末通常在0.1um ~ 1um的范围内。
       4、氧化铝坯体的形成:高密度的获得在很大程度上受成型压力的影响。为了确保高密度,成型压力通常较高。目前,高性能氧化铝陶瓷方法的成型主要包括等静压成型、注浆成型、热压成型、挤压成型和压延成型。
       5、氧化铝陶瓷的烧结:烧结是陶瓷制备的关键阶段。由于Al2O3的强化学键,烧结只能在很高的温度(一般为1800)下实现。然而,即使是普通的高温烧结,烧结体的烧结性能也不能满足人们的要求。为了降低生产成本,实现氧化铝陶瓷的致密烧结,提高烧结体的性能,生产中采用了特殊的烧结方法。目前常用的烧结方法方法包括热压烧结、气氛烧结、真空热压烧结等。
       6、烧结助剂对氧化铝烧结的影响:由于Al2O3原子间的化学键是共价键和离子键,结合能大,所以烧结过程中很难进行传质。如果不掺杂烧结助剂,氧化铝烧结温度将高达1800。
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