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    氧化铝陶瓷的烧结

    发布时间:2021-07-31

    氧化铝陶瓷的烧结

      烧结就是将粉末或者粉末压坯加热到低于其中基本成分的熔点温度,然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的目的是使粉末颗粒之间发生粘结,烧结体的强度增加,把粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚集体,来获得所需的物理、机械性能的制品或材料。

      氧化铝陶瓷离子键较强,导致其质点的扩散系数低(Al3+在1700℃时扩散系数为10-11cm2·S-)、烧结温度高(99氧化铝的烧结温度高达1800℃)。如此高的烧结温度使晶粒急剧生长,残余气孔聚集长大,从而导致材料的力学性能降低。同时也使材料气密性变差,并加大对窑炉耐火砖的损害。因此,降低氧化铝陶瓷的烧结温度是氧化铝陶瓷行业所关心和必需解决的问题。对于陶瓷材料,一般采用两种途径来降低其烧结温度一种途径是通过获得分散均匀、无团聚,并具有良好烧结活性的超细粉体以降低陶瓷的烧结温度;另一种降低陶瓷材料烧结温度的方法,是添加适量的烧结助剂。

      目前,制备超细活化易烧结Al2O3粉体的方法分为两大类,一类是机械法,另一类是化学法。机械法是用机械外力作用使Al2O3粉料颗粒细化,常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等,其中砂磨是制备超细陶瓷粉体的有效途径之一。近年来,采用湿化学法制备超细高纯粉体技术得到较快发展,其中较为成熟的是溶胶-凝胶法,可以制备传统方法无法制备的材料。溶胶高度稳定,可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中,通过进一步脱水形成均匀的凝胶(无定形体),再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。

      随着科学技术的发展及制造技术的提高,氧化铝陶瓷在现代工业和现代科学技术领域中得到越来越大范围的应用,对氧化铝陶瓷性能不断提出新的要求。国外对Al2O3材料的研究起步较早。尤其是在科技含量高的领域如机械加工、医学、航空航天等。而国内对Al2O3材料研究相对较晚,技术相对落后,且制造业中生产工艺较落后,装备不精。因此在如何获得高性能的陶瓷材料方向,依然需要继续努力,除文中提及的细化原料颗粒,添加烧结助剂之外,还可以在特殊烧结工艺上深入探究。

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