透明镁铝尖晶石陶瓷性能参数2013
镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究
摘要本文主要综述了镁铝尖晶石透明陶瓷制备的研究进展；分别介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的抗钢包渣侵蚀性能研究和透光性能研究，同时介绍了不同的镁铝尖晶石的制备，还有镁铝尖晶石在各领域的应用,并对其发展前景做了展望。
关键词:镁铝尖晶石；透明陶瓷;镁铝尖晶石性能；镁铝尖晶石制备MgAl2O4 transparent ceramic preparationand Properties ResearchAbstractThis paper reviewed the research progress in MgAl2O4transparent ceramic preparation; then introduces the research study and transmittance properties of ladle slag resistance of mg Al spinel transparent ceramics erosion, also introduces the different preparation of magnesia alumina spinel, spinel and application in various fields，and has made the forecast to its development prospects.Keywords: Magnesia alumina spinel; Transparent ceramics; Magnesia alumina spinel properties；Preparation of magnesia alumina spinel1 绪论尖晶石是一组分子组成为AB 2O 4的等轴晶系的系列化合物。
在所有的尖晶石类结构中,氧原子是等同的，以立方密堆积排列［1］在镁铝尖晶石（MgAl 2O 4)中，由于氧原子比阳离子大得多，铝和镁的金属离子分别按一定的规律插入在O 2-按最密堆积形成的八面体和四面体空隙中,并保持电中性［2].由镁铝尖晶石粉末制备的透明多晶 MgAl 2O 4既具有陶瓷的优点，如耐高温（2135℃)耐腐蚀，耐磨损、抗冲击高、硬度高、强度良好的电绝缘性能、线胀系数小等，又具有如蓝宝石晶体、石英玻璃的光学性能，在紫外可见光、红外光波段具有良好的透过率［3].可用于制造导弹头罩透明装甲、电子元器件的绝缘骨架,红外波段窗口材细陶瓷器皿、光纤及光纤传感器，还可作为投影电视发光基片.众所周知，粉体合成是制备光学透明陶瓷非常关键一环2镁铝尖晶石透明陶瓷性能研究 2。
镁铝尖晶石制品课件
04
镁铝尖晶石制品的应用案例来自在陶瓷领域的应用陶瓷材料
镁铝尖晶石作为陶瓷材料的添加 剂，能够提高陶瓷的力学性能、 热稳定性和耐腐蚀性，广泛应用 于建筑、家电、航空航天等领域。
耐热性
镁铝尖晶石具有较高的热导率和 耐热性，能够承受高温环境，适 用于制作高温炉具、热交换器等
高温设备。
耐磨性
镁铝尖晶石具有较好的耐磨性， 能够提高陶瓷的表面硬度，适用
赖度较高。
技术发展趋势
新型合成技术不断发展，如燃烧合成、化学气相沉积等，提高了镁铝尖晶石制品的 性能和纯度。
表面改性技术逐渐成为研究热点，通过表面涂层、离子注入等技术改善镁铝尖晶石 制品的表面性能和耐腐蚀性。
3D打印技术为镁铝尖晶石制品的定制化生产提供了可能，可以实现复杂形状和高精 度产品的制造。
电子工业
由于其良好的绝缘性能和稳定 的物理化学性质，可用于制造
电子元件、电容器等。
磨料磨具
镁铝尖晶石具有高硬度和耐磨 性，可以用于制造研磨材料、
砂轮等。
催化剂载体
由于其高比表面积和良好的化 学稳定性，可以作为催化剂载
体用于石油化工等领域。
02
镁铝尖晶石制品的制造工艺
原料选择与处理
01
02
03
精选原料
镁铝尖晶石制品课件
目录
• 镁铝尖晶石简介 • 镁铝尖晶石制品的制造工艺 • 镁铝尖晶石制品的性能特点 • 镁铝尖晶石制品的应用案例 • 镁铝尖晶石制品的市场前景与发展趋势
01
镁铝尖晶石简介
定义与特性
定义
镁铝尖晶石是一种以镁铝氧矿物 为主要成分的天然矿物，化学式 为MgAl2O4。
特性
具有高硬度、高耐火度、高化学 稳定性和良好的绝缘性能等特点 。
镁铝尖晶石质耐火材料
镁铝尖晶石质耐火材料（西安建筑科技大学华清学院）摘要:阐述了镁铝尖晶石质耐火材料的性能及合成，论述了镁铝尖晶石质耐火材料的应用及发展趋势。
关键词:镁铝尖晶石质耐火材料；结构特点；应用；发展趋势The Development and Application of Magnesia-alumina Spinel Refractories Abstract: The properties and synthesis ofmagnesia-alumina spinel refractories was expounded together with discussion on the application and developing trend of them.Key words: magnesia-alumina spinel refractories; structure characteristic; application; developing trend1 前言耐火材料是用作高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。
随着高温工业的发展，对炉衬耐火材料的生产和使用也提出了更高的要求。
炉衬耐火材料不仅要求长期处在高温的工作环境，能经受高尘，强腐蚀性炉气及炉渣的冲刷和侵蚀，还要经受温度骤变、机械和物料的撞击、磨损以及各种应力的综合影响。
为满足高温工业的需要，炉衬耐火材料产品的使用性能还需进一步提高。
而镁铝尖晶石质耐火材料的研究与开发正适应了这一发展趋势。
2 镁铝尖晶石质耐火材料的结构特点镁铝尖晶石优良的高温性能，使其成为耐火材料中重要的组成部分。
从MgO-Al2O3二元系相图（图1）可以看出，Mg-Al2O3是此二元系统的一个中间化合物，熔点为2 135 ℃。
方镁石从1 500 ℃开始固溶于尖晶石中，且随着温度的升高固溶量增加。
当温度达到1 995 ℃时，溶解度达到最大值10 %。
《石灰窑用镁铝尖晶石砖》行业标准编制说明
《石灰窑用镁铝尖晶石砖》行业标准编制说明《石灰窑用镁铝尖晶石砖》耐火材料行业标准为首次发布。
《石灰窑用镁铝尖晶石砖》行业标准实施目的是：规范我国石灰窑用镁铝尖晶石砖产品的技术标准，引导行业发展，规范生产检验，保障石灰窑用镁铝尖晶石砖的质量，提高耐火材料工业生产技术水平。
一、任务来源和工作简况工业和信息化部将《石灰窑用镁铝尖晶石砖》行业标准的制定工作下达给江苏诺明高温材料股份有限公司和江苏省陶瓷耐火材料产品质量监督检验中心，项目编号为“2012-073T-YB”。
2012年11月标准计划下达后，标准起草小组组织各有关生产厂家对该标准的制定做了大量的准备工作。
2012年12月4日在江苏省宜兴市召开了“石灰窑用镁铝尖晶石砖耐材行业标准起草工作第一次会议”。
江苏诺明高温材料股份有限公司、江苏省陶瓷耐火材料产品质量监督检验中心的代表和参加标准的主要起草人共10人出席了会议。
会后确立了标准起草小组成员；确定了标准制定的原则、方案、工作计划。
第一次工作会议后，根据标准编制原则的相关规定，由起草小组编写，形成了标准初稿。
2013年2月至3月，由江苏省陶瓷耐火材料产品质量监督检验中心对试样进行测试，完成了试样的化学成分、体积密度、显气孔率、常温耐压强度、热震稳定性、加热永久线变化、荷重软化温度以及高温抗折强度等项目的检测及验证工作，为标准中理化指标的确定提供了可靠的依据。
二、产品性能指标试验（或验证）情况分析起草小组经过多次调研，并结合设计单位、产品使用方技术要求以及生产企业提供的产品典型值，确定了检验项目和试验技术方案。
对生产厂家有代表性的取样4个批次共8组样品，由江苏省陶瓷耐火材料产品质量监督检验中心进行检测。
测试项目和结果见表1，相关方产品数据对比见表2。
另根据新版GB/T 10325的要求，结合大量实际检测结果，对数据进行统计、分析，给出了合格质量批均值、标准偏差。
表1 试样数据汇总及数据分析表表2 产品数据对比表三、标准中如果涉及专利，应有明确的知识产权说明本标准公开部分不涉及专利。
镁铝尖晶石
的岩浆侵入到不纯的灰岩或白云岩中经接触变质
作用形成的。有些出现在富铝的基性岩浆岩中。 宝石级尖晶石则主要是指镁铝尖晶石，是一种镁
铝氧化物。晶体形态为八面体及八面体与菱形十
二面体的聚形。颜色丰富多彩，有无色、粉红色 、红色、紫红色、浅紫色、蓝紫色、蓝色、黄色 、褐色等。
概述
• • • • 镁铝尖晶石（也称尖晶石）的化学式为MgO· Al2O3 含MgO28.3%,Al2O3 71.7% 其熔点为2135℃ 在高温下方镁石的溶解度可达10wt%,刚玉在尖晶石 的溶解度更高 • 尖晶石仅是Mg0-Al2O3二元系统相图中的一个中间 化合物
性能
• • • • • • 抗侵蚀性 热震稳定性 耐磨性 抗渣性 抗剥落性 抗蠕变性
铝镁尖晶石
简介
铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用Al2O3含量76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均 化工艺，在超高温隧道窑中经1800°C以上高温烧结而成 。
的特点
铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用Al2O3含量76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均 化工艺，在超高温隧道窑中经1800°C以上高温烧结而成，体积密度大，矿物相含量高，晶粒发育良好，结构均 匀，质量稳定。镁铝尖晶石具有良好的抗侵蚀，腐蚀、剥落能力强，抗渣性能好，抗磨蚀能力，热震稳定性好， 耐高温等性能特点。是生产水泥回转窑高温带用镁铝尖晶石砖、钢包衬砖、钢包浇注料等耐火产品的理想原料。 镁铝尖晶石广泛用于耐火材料、钢铁冶炼，水泥回转窑及玻璃工业窑炉上 。
合成方法
有电熔法和烧结法两种。电熔合成法是用工业氧化铝或高纯度铝矾土和轻烧氧化镁(含天然的或海(卤〕水载 化镁)按比例配合，在电弧炉中以2200℃左右的高温熔融而成，烧结法是用上述的原料配比，经磨细、混匀、成 球，在回转窑或竖窑中经1800℃以上的高温煅烧。有的在制砖时，将工业氧化铝或高纯度铝矾土熟料磨细后，按 配料要求加入或共同磨细、混练、成型，经高温烧成制成镁铝尖晶石砖，多用于平炉炉顶等部位 。
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铝镁尖晶石
以氧化镁和三氧化铝为原料的晶石
01 简介
03 的应用
目录
02 的特点 04 合成方法
铝镁尖晶石（magnesia-alumina spinel）是指以氧化镁和三氧化铝为原料，经人工合成的尖晶石质耐火原 料。该原料在自然界发现极少，工业用的镁铝尖晶石全是人工合成的。铝矾土基烧结镁铝尖晶石采用Al2O3含量 76%以上的优质矾土和MgO含量95%以上的优质轻烧镁粉，经过多级均化工艺，在超高温隧道窑中经1800°C以上高 温烧结而成。
电容镁铝尖晶石砖-概述说明以及解释
电容镁铝尖晶石砖-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述电容镁铝尖晶石砖是一种特殊的陶瓷材料，由氧化镁、氧化铝和氧化钛等多种元素组成。
它具有优异的电性能和物理性质，被广泛应用于电子领域和高温工作环境中。
本文将详细介绍电容镁铝尖晶石砖的制备方法、物理性质以及应用领域，并对其未来的发展进行展望。
电容镁铝尖晶石砖的制备方法是通过特定的化学反应和烧结工艺来获得。
其中包括了原料的选择、混合、成型和烧结等步骤。
通过精确控制和优化这些步骤，可以获得具有良好结晶性和致密度的电容镁铝尖晶石砖。
电容镁铝尖晶石砖具有很多出色的物理性质。
首先，它具有低介电常数和低介电损耗，这使得它在高频电路和微波设备中得到广泛应用。
其次，它具有优异的导热性能和高温稳定性，能够在高温工作环境下保持良好的性能。
此外，电容镁铝尖晶石砖还具有较高的机械强度和耐磨性，能够承受复杂的机械应力和环境侵蚀。
电容镁铝尖晶石砖在多个领域都有广泛的应用。
首先，在电子领域，它被用作电容器的介质材料，能够提供低损耗、高工作频率和高电容性能。
其次，在高温工作环境中，电容镁铝尖晶石砖可用于制造高温电阻器和热敏元件，能够在极端的温度条件下保持良好的电性能。
此外，它还可以用于制造微波陶瓷器件、传感器和压电元件等。
总之，电容镁铝尖晶石砖具有独特的制备方法、优异的物理性质和广泛的应用领域。
通过进一步研究和优化，相信电容镁铝尖晶石砖在电子领域和高温工作环境中的应用将会得到进一步的拓展和发展。
我们对电容镁铝尖晶石砖的未来充满了期待，相信它将会为电子技术的发展和高温工况下的工业应用带来更多的创新和突破。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕电容镁铝尖晶石砖展开详细的阐述和分析。
为了使读者更好地理解和把握文章内容，本文将分为三个主要部分：引言，正文和结论。
在引言部分，将对电容镁铝尖晶石砖进行概述，介绍其制备方法、物理性质以及应用领域。
首先，我们将概述电容镁铝尖晶石砖的基本情况，包括其组成成分、晶体结构等。
镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究
10博士学位论文镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究作者姓名：韩丹指导教师: 王士维研究员中国科学院上海硅酸盐研究所章健研究员中国科学院上海硅酸盐研究所学位类别: 工学博士学科专业: 材料学培养单位: 中国科学院上海硅酸盐研究所2018年6 月Preparation and properties of transparent spinel ceramicsA dissertation submitted toUniversity of Chinese Academy of Sciencesin partial fulfillment of the requirementfor the degree ofDoctor of Philosophyin Materials ScienceBy Dan HanProfessor Shiwei WangSupervisor:Professor Jian Zhang[Shanghai Institute of Ceramics, ChineseAcademy of Sciences]June 2018中国科学院大学研究生学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明或致谢。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：日期：中国科学院大学学位论文授权使用声明本人完全了解并同意遵守中国科学院有关保存和使用学位论文的规定，同意中国科学院上海硅酸盐研究所保留并向国家有关部门和机构送交论文的复印件和电子版，允许该论文被查阅和借阅。
本人授权中国科学院上海硅酸盐研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。
镁铁铝尖晶石砖理标
3.4.4 镁铁铝尖晶石材料的理化指标以电熔镁砂、高纯烧结镁砂、氧化铝微粉以及合成出的Hercynite 尖晶石按照颗粒级配混合，在全自动液压机上成型，经1650℃以上的高温烧成后，进行理化指标检测，如表3。
表3 MgO-Hercynite材料的理化指标项目单位鲁中镁铁铝砖国外镁铁铝砖国外镁铬砖MgO % ≥85 ≥85 ≥75 Al2O3% 4.5-7.0 3.5-5.0 2.0-4.0 Fe2O3% 3.5-6.0 3.5-7.5 7.0-10.0 Cr2O3% ————8.0-10.0 体积密度g/cm3≥2.9 ≥2.9 ≥3.0 常温耐压强度Mpa ≥50 ≥60 ≥50 荷重软化温度，0.2Mpa℃≥1650 ≥1650 ≥1650导热系数，λw/m.k （热线法）※350℃ 3.463 4.583 3.489 500℃ 3.303 4.203 3.283 700℃ 3.082 3.823 3.044导热系数，λw/m.k(激光法)※1000℃ 3.631 5.334 ——筒体温度※※℃220-300 260-340 240-320※导热系数是在同等条件下进行对比测试。
※※筒体温度为国内某水泥公司提供。
对水泥回转窑烧成带材料来讲，良好的挂窑皮性能和较低的导热率是非常关键的。
镁铁铝尖晶石砖中含有铁和铝的氧化物，很容易与水泥熟料反应形成C4AF（铁铝酸四钙）；而C4AF即为性能很好的窑皮结合相。
用于烧成带的耐火材料的导热率高，则导致该段带的筒体温度过高，回转窑窑体易于扭曲、变形，进而影响生产。
为降低材料的导热率，通过控制复相尖晶石的结晶形态、成分以及合成中的反应气氛等，使基于该尖晶石的镁铁铝尖晶石砖的导热率却大幅度降低，这对于基于氧化镁的镁质材料来讲是非常难以做到的，这也是该材料最突出的优点。
由表2可以看出，新研制的镁铁铝尖晶石砖的导热率仅为 3.463 w/m.k（350℃），比国外同类产品（ 4.583 w/m.k）降低很大。
粉体材料相关知识(一)
63中国粉体工业 2020 No.5粉体材料相关知识（一）镁铝尖晶石多晶透明陶瓷由于具有高透光率、良好的机械性能以及较低的生产成本，在航空航天、军事、激光、原子能及半导体等工业中得到广泛应用。
1.透明镁铝尖晶石性能尖晶石是一组分子组成为AB 2O 4的等轴晶系的系列化合物。
在所有的尖晶石类结构中，氧原子是等同的，以立方密堆积排列在镁铝尖晶石中，由于氧原子比阳离子大得多，铝和镁的金属离子分别按一定的规律插入在02-按最密堆积形成的八面体和四面体的空隙中，并保持电中性。
由镁铝尖晶石粉末制备的透明多晶MgAl 2O 4，既具有陶瓷的优点，如耐高温、耐腐蚀、耐磨损，抗冲击高、硬度高、硬度良好的电绝缘性能、线胀系数小等，又具有如蓝宝石晶体、石英玻璃的光学性能，在紫外可见光、红外光波段具有良好的透过率。
镁铝尖晶石多晶透明陶瓷由于具有高透光率、良好的机械性能以及较低的生产成本，在航空航天、军事、激光、原子能及半导体等工业中得到广泛应用。
表1 透明镁铝尖晶石物理性能性能数值熔点2105～2135℃晶格常数8.797～8.808A 密度3.58g/cm3杨氏模量193～310GPa 维氏硬度（GPa，10kg）12.0～16.8GPa 弯曲强度70～250GPa 理论透光率87%2.镁铝尖晶石粉体的制备由于透明镁铝尖晶石陶瓷的透光性能对于烧结粉体的纯度与粒度十分敏感，所以制备出高纯、高烧结活性、成分均匀、粒径分布窄、良好分散性和合理成本的镁铝尖晶石粉体十分重要。
（1）高温固相反应合成法固相反应合成法是现在工业生产镁铝尖晶石工艺成熟且适合大规模生产的方法。
它利用高纯的MgO 和Al 2O 3粉体在高温下直接通过固相反应合成，当合成温度大于1600℃时得到微米级粉体，而合成温度1450℃得到亚微米的尖晶石粉体。
但由于这种方法合成的粉体粒径分布很广，不利于烧结活性。
所以在使用之前经过球磨，降低粉体粒径分布。
在通常情况下反应生成尖晶石相时由于5%～7%的体积膨胀导致固相反应膨胀不完全。
镁铝尖晶石的制备方法研究_0
镁铝尖晶石的制备方法研究镁铝尖晶石因具有优异的化学、光学、热力学性质而倍受学术界及工业部门关注。
本文介绍了镁铝尖晶石的制备方法，比较了它们之间的优缺点及适用范围。
标签：镁铝尖晶石；固相反应法；湿化学法镁铝尖晶石为标准型AB2O4构造，Mg2+置于四面体中，Al3+置于八面体中，其具有高熔点（2135℃）、高硬度（莫氏硬度为8）、高强度（常温，135-216MPa；1300℃，120-205MPa）、高电阻率、宽的能量带隙、热膨胀系数小（30-1400℃，9×10-6℃-1）、密度较低（3.58g/cm3）、抗腐蚀及热震性能好等优异性能，所以镁铝尖晶石在窗口材料、绝缘材料、耐磨材料及耐火材料中得到广泛应用。
目前，制备镁铝尖晶石的方法主要是固相反应法和湿化学法。
一、固相反应法（一）烧结法批量制备镁铝尖晶石最常用的方法是含有Mg、Al前驱体的传统的固相烧结法，具体有它们的氧化物、氢氧化物以及碳酸盐类等。
以方镁石和刚玉为原料来制备镁铝尖晶石，其反应机理是在较高的温度（>1400℃）下，阳离子Mg2+和Al3+之间的相互扩散，但是固相烧结法生成的镁铝尖晶石会产生8%的体积膨胀，此膨胀相当于2.6%的线性膨胀，阻碍了镁铝尖晶石的烧结。
通常情况下，在工业生产中采用二步煅烧法来控制镁铝尖晶石的体积膨胀，以获得致密的镁铝尖晶石颗粒。
因为二步煅烧法包含两段烧制周期，所以固相烧结法制备镁铝尖晶石会增加成本。
于是，大量学者致力于研究镁铝尖晶石的体积膨胀机理以及降低镁铝尖晶石的生产成本。
（二）电熔法电熔镁铝尖晶石是以氧化铝粉和高纯轻烧氧化镁粉为主要原料，在电弧炉内经2000℃以上高温熔炼而成。
电熔法制备的镁铝尖晶石纯度很高，因为此方法生产过程中温度很高，使得原料中的杂质挥发。
然而，电熔法能源消耗量大，所以对于一些电力昂贵的国家的企业此方法是不可行的。
（三）熔盐合成法熔盐合成法是新型的镁铝尖晶石的合成方法，其采用低熔点的盐熔体作为反应介质，利用反应物在熔盐中的溶解，将某些通常情况下的固相反应变为液相之间的反应，从而有利于反应物的传质和扩散，最终达到降低反应温度和提高反应速率的效果。
尖晶石型AlON透明陶瓷的结构与性能
尖晶石型AlON透明陶瓷的结构与性能姓名：卢刚班级：材研1005 学号：104972100244摘要：尖晶石型氮氧化铝（AlON)是A12O3-AlN体系的一个重要的单相、稳定的的固溶体陶瓷，它以其独特的性能成为颇具潜力的新材料。
AlON陶瓷具有优良的光学、物理、机械和化学性质，特别是它所具有的各向同性，高温烧结可制成透明陶瓷，因而是耐高温红外窗和罩的优选材料。
本文介绍了AlON陶瓷的研究进展、组成与结构、以及AlON陶瓷的相关性能。
关键词：氮氧化铝；透明陶瓷；尖晶石型；研究进展；组成与结构；性能Abstract：T he spinel aluminum oxynitride (AlON) is an important single-phase ,stable solid solution ceramic of A12O3-AlN system, and has become a quite potential new material with unique performances . there are some excellent optical ,physical, mechanical and chemical properties of AlON ceramics, in particular which can be sintered into the transparent one for its isotropy, it is the optimum material for the infrared windows and covers to resist high temperature.In this paper, the research progress、composition、structure、and the properties of AlON ceramics are introduced.Key words: aluminum oxynitride transparent ceramics spinel research progress composition structure properties1 透明AlON陶瓷的研究进展尖晶石型氮氧化铝(AlON)是A1203-AlN体系的一个重要的单相、稳定的的固溶体陶瓷，氮氧化铝的诸多特点决定了它是制备透明陶瓷难得的材料。