氧化铝陶瓷低温常压烧结(2)

2 氧化铝陶瓷性能及应用

氧化铝陶瓷具有较高的机械性能、介电性能、以及较好的热性能和化学稳定性能，因此具有广泛的应用领域。①利用高纯氧化铝陶瓷具有的高硬度，可以作为刀具、模具、钟表轴承、砂轮、磨球、泥沙泵活塞以及装甲等的制备材料；②利用高纯氧化铝陶瓷具有的高频介电损耗小、电绝缘性良好的特性，可以用于IC封装、衬底、火花塞、真空开关外壳、磁控管芯柱及高功率设备和波导装置的射电窗口等；③利用商纯氧化铝陶瓷具有的耐高温性、良好的化学稳定性及透光性，可以用作耐酸泵零件、催化载体、钠光灯管及人工骨生物材料等。

3 氧化铝陶瓷的制备

材料制备工艺：微晶氧化铝陶瓷材料的制备工艺可表示如下 ：原料配料一研磨加工一制粉(制浆、制泥)一成型(半干压、滚制、等静压、注浆-离心注浆、热压铸、挤出)干燥一烧咸一检选(冷加工)—包装入库一出厂

原料：作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中含量菲常丰富．在岩石中平均含量为1 5 34％ ，是自然界中仅次于SiO2存量的氧化物 一般应用于陶瓷工业的氧化铝原料主要有两大类：一类是工业氧化铝，另一类是电熔刚玉。

(1)工业氧化铝：工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土矿(由铝的氢氧化物，如一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石等氧化铝的水化物组成)为原料，通过化学法(主要是碱法，多采用拜尔一一碱石灰法)处理，除去硅、铁、钛等杂质，制备出氢氧化铝经煅烧而制得，其矿物成分绝大部分是y—AI2O3。工业氧化铝是白色松散的结晶粉末．颗粒是由许多粒径小于0．1 μm的y—AI2O3晶体组成

的多孔球形聚集体，其孔隙率约为30％ ，平均颗粒粒径为40～70 μm，工业化铝粉料的扫描电镜如图1所示。工业氧化铝的三项主要杂质成分中．Na2O与Fe2O3 会降低氧化铝瓷件的电性能。Na2O的含量应在O.5％～O.6％，Fe2O3含量应小于O. 04％。另外，在电真空瓷件中，工业氧化铝中不得含有氯化物、氟化物等．因为它们能侵蚀电真空装置。工业氧化铝含量的质量标准见表1。

(2)电熔刚玉：电熔刚玉是以工业氧化铝或富含铝的原料在电弧炉中熔融，缓慢冷却使晶体析晶出来，其AI2O3含量可达99％ 以上，Na2O含量可减少至0.1％ 一0.3％。电熔刚玉的矿物组成主要是a—Al2O3，纯正的电熔刚玉呈白色，称为白刚玉；熔制时加入氧化铬，可制成红色的铬刚玉；加入氧化锆时可制成锆刚玉；电熔刚玉中含有TiO2。则称钛刚玉。这一系列的电熔刚玉由于熔点高硬度大，是制造高级耐火材料、高硬磨料磨具的优质原料。

粉料(浆料、泥料)制备：将合格的高温氧化铝粉料，根据产品性能的要求与成型工艺的特点，按配方配料后经研磨设备(球磨机、搅拌磨等)加工至要求细度，制备出合格的坯用粉料、浆料、泥料。采用半自动或全自动干压成型，对粉体有一定的工艺参数要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理(粉料颗粒呈现圆球状)，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％的润滑剂(如硬脂酸铝等)及粘结剂PVA。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散、颗粒级配比理想等条件，以