影响氧化铝陶瓷烧结的因素分析[1]
MgO助剂对Al2O3陶瓷烧结的增强机制研究
MgO助剂对Al2O3陶瓷烧结的增强机制研究作者：薄睿恬姜宏伟郑友进来源：《佛山陶瓷》2017年第05期摘要：通过添加一定比例的MgO作为烧结助剂，研究常压条件下MgO对Al2O3晶粒烧结过程的变化情况。
本研究工作主要通过两组MgO比例及关键温度点的时间控制实验，来考察Al2O3晶粒的烧结状况。
对样品进行了体积密度、硬度、表面形貌和晶体结构测试。
实验表明，0.8wt% MgO助剂和关键点温度的保持，使MgO助剂烧结生成物MgAlO4在起到钉扎作用的同时，可以填充Al2O3晶粒形成的空隙，MgAlO4小晶粒的钉扎和填充，共同成为Al2O3陶瓷的增强机制。
关健词：Al2O3陶瓷；晶粒控制；空隙填充1 引言氧化铝陶瓷是一种极为常用的陶瓷材料，具有优良的绝缘、透光、耐高温、耐磨、耐腐蚀性能。
一般采用放电等离子烧结、热压烧结、超高压烧结、微波烧结、等离子束熔融法等方法制备，通过这些各有特点的方法，得到了具有各方面优异性能的氧化铝陶瓷，满足了人们对氧化铝性能的需求。
随着技术的发展，氧化铝陶瓷作为重要的功能陶瓷材料，微观结构的样式决定着制品性能的实现程度，因此，通过不同的工艺手段改变其结构样式，是新型氧化铝陶瓷材料的重要研究内容。
Elena A. T等[1]采用5 μm的MgO-Al2O3基复合微粉，并添加了纳米级Ce、Zr粉，通过3种温升曲线，研究了MgO-Al2O3的烧结工艺。
张志林等[2]以MgO-Al2O3为烧结助剂，对微晶Al2O3陶瓷进行了研究。
刘兵等[3]研究了加入Y2O3和Pr6O11混合纳米粉，对Al2O3陶瓷微观组织结构的影响。
夏清等[4]研究了MgO-CaO-Si2O等助剂对95瓷的烧结影响。
单萌等[5]研究了添加微量MgO助剂的亚微米晶氧化铝。
孙阳等[6]研究了MgO烧结助剂对氧化铝多孔陶瓷结构和性能的影响。
可以看出，对于氧化铝陶瓷提升性能的研究，基本是通过添加助剂提高液相动力、通过助剂或中间相提供障碍阻止氧化铝晶粒长大这样的技术途径来实现的。
烧结的问题和解答
烧结的问题和解答第九章烧结1、解释下列名词（1）烧结：粉料受压成型后在高温作用下而致密化的物理过程。
烧成：坯体经过高温处理成为制品的过程，烧成包括多种物理变化和化学变化。
烧成的含义包括的范围广，烧结只是烧成过程中的一个重要部分。
（2）晶粒生长：无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。
二次再结晶：少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。
（3）固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。
液相烧结：有液相参加的烧结过程。
2、详细说明外加剂对烧结的影响?答：（1）外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变，缺陷增加，有利结构基元移动而促进烧结；（2）外加剂与烧结主体形成液相，促进烧结；（3）外加剂与烧结主体形成化合物，促进烧结；（4）外加剂阻止多晶转变，促进烧结；（5）外加剂起扩大烧结范围的作用。
3、简述烧结过程的推动力是什么?答：能量差，压力差，空位差。
4、说明影响烧结的因素？答：（1）粉末的粒度。
细颗粒增加了烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，从而导致烧结过程的加速；（2）外加剂的作用。
在固相烧结中，有少量外加剂可与主晶相形成固溶体，促进缺陷增加，在液相烧结中，外加剂改变液相的性质（如粘度，组成等），促进烧结。
（3）烧结温度：晶体中晶格能越大，离子结合也越牢固，离子扩散也越困难，烧结温度越高。
（4）保温时间：高温段以体积扩散为主，以短时间为好，低温段为表面扩散为主，低温时间越长，不仅不引起致密化，反而会因表面扩散，改变了气孔的形状而给制品性能带来损害，要尽可能快地从低温升到高温，以创造体积扩散条件。
（5）气氛的影响：氧化，还原，中性。
（6）成形压力影响：一般说成型压力越大颗粒间接触越紧密，对烧结越有利。
5、在扩散传质的烧结过程中，使坯体致密的推动力是什么？哪些方法可促进烧结？说明原因。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷摘要：本文介绍了氧化铝陶瓷的结构、制备、性能及用途。
关键字：氧化铝陶瓷、Al2O3正文：一、氧化物陶瓷简介按照传统的分类方法，陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷（精细陶瓷），这两类陶瓷间没有严格的界限，有的陶瓷品种可以一种多用。
工业Al2O3，是由铝矾土(Al2O·3H20)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法来制备。
电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000—2400℃熔融而制得，也称人造刚玉。
Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即Al2O3 、Al2O3 、Al2O3 。
其结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为Al2O3。
Al2O3属尖晶石型(立方)结构，氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中，在高温下不稳定，力学性能、电学性能差，在自然界中不存在。
由于结构疏松，因此，也可用它来制造某些特殊用途的多孔材料。
Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物。
它的化学组成可以近似地用RO·6 Al2O3和R2O·11 Al2O3来表示(RO指碱上金属氧化物，R2O指碱金属氧化物)，其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]-层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成。
氧离子排列成立方密堆积，Na+完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电现象。
Al2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体，在自然界只存在Al2O3，如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。
Al2O3结构最紧密、活性低、高温稳定。
它是三种形态中最稳定的晶型，电学性能最好，具有良好的机械和电学性能，一般氧化铝陶瓷都由Al2O3来制取。
二、氧化铝陶瓷的制造工艺氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其氧化铝含量一般在75％～99％之间。
习惯上以配料中氧化铝的含量进行分类，氧化铝含量在75％左右的为"75瓷”，含量在99％的为“99瓷”等。
氧化锆粉+氧化铝粉的陶瓷烧结温度
氧化锆粉和氧化铝粉是目前制备高性能陶瓷材料中常用的原料，它们具有优良的耐高温、耐腐蚀和机械强度等特性，因此在航空航天、能源、化工等领域有着广泛的应用。
而通过烧结工艺将氧化锆粉和氧化铝粉制成的陶瓷制品，其烧结温度是影响陶瓷制品性能的重要因素之一。
在陶瓷烧结过程中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度不仅决定了陶瓷制品的致密度、强度和晶粒尺寸等性能，还直接影响了烧结工艺的成本和效率。
科研工作者和生产厂家一直致力于寻找最佳的氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度，以满足不同工作条件下的需求。
在实际生产中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度是根据具体的配方和烧结工艺来确定的，下面我们将结合实验数据，深入探讨氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度。
1. 影响氧化锆粉和氧化铝粉烧结温度的因素在烧结工艺中，氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度受到多种因素的影响。
其中主要包括原料的性质、压制工艺、烧结气氛和烧结时间等因素。
1.1 原料的性质氧化锆粉和氧化铝粉的颗粒大小、形状、晶型和纯度等性质会直接影响其烧结温度。
一般来说，颗粒尺寸较小、形状较规则的氧化锆粉和氧化铝粉在烧结过程中更容易形成致密的结构，从而降低烧结温度。
1.2 压制工艺在烧结工艺中，通过改变氧化锆粉和氧化铝粉的压制工艺，可以调整烧结温度。
一般而言，采用高压制度工艺，如等静压烧结和冷等静压烧结，可以降低烧结温度。
1.3 烧结气氛选择合适的烧结气氛也对氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度有着重要影响。
在还原气氛下进行烧结，可以降低烧结温度，促进烧结过程中氧化物的还原反应，形成致密的结构。
1.4 烧结时间烧结时间对烧结温度也有一定影响。
一般情况下，延长烧结时间可以降低烧结温度，使氧化锆粉和氧化铝粉更充分地发生烧结反应，提高陶瓷制品的致密度和强度。
2. 实验数据分析针对氧化锆粉和氧化铝粉的不同性质和烧结工艺条件，我们进行了大量的实验研究，得到了丰富的实验数据。
通过对这些数据的分析，我们可以将氧化锆粉和氧化铝粉的烧结温度进行初步归纳。
氧化铝陶瓷烧结动力学
如图2所示，假定颗粒是圆的，温度升高，颗粒界面相互融合，形成勃颈并不断扩大，颗粒径距缩短，气孔变小并逐渐排除，晶粒长大，体积收缩，最后形成致密体。从以上的分析可以看出，固相反应的关键是迁移，提高质点的迁移速度和效率，就能有效地促进烧结和致密过程；反之，就起阻碍作用。
3.2
3.2.1
氧化铝陶瓷烧结动力学
学号：************姓名：赵现堂
1.
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。因为其三大优越的性能：第一，硬度大。经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能；第二，耐磨性能极好。经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据某公司跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上；第三，重量轻。其密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。所以，在现代社会氧化铝陶瓷的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。氧化铝陶瓷由于强度高、耐高温、绝缘性好、耐腐蚀,其中氧化铝陶瓷以其优良的特性如耐酸碱性、耐磨性、耐电性、机械强度高等,在工业化生产中得到了广泛的应用。
深入研究氧化铝陶瓷的生产技术及其发展,服务于生产和社会需要就显得相当重要。在氧化的。坯体烧结后,制品的显微结构及其内在性能发生了根本的改变,很难通过其它办法进行补救。因此,深入研究氧化铝陶瓷的烧结技术及影响因素，合理选择理想的烧结制度确保产品的性能、分析烧结机理、研究添加剂工作机理等对氧化铝陶瓷生产极有帮助，为氧化铝陶瓷的更广泛应用提供理论依据。
2
注浆成型是氧化铝陶瓷使用最早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。
影响氧化铝陶瓷烧结的因素分析
19影响氧化铝陶瓷烧结的因素分析刘国祥(214221江苏省陶瓷研究所7401314)摘要阐述了氧化铝陶瓷的烧结机理,分析了烧成气氛、物料分散度及添加熔剂等因素对氧化铝制品烧结程度的影响,总结出理想的升温制度、保温时间、绘制烧成曲线。
关键词氧化铝陶瓷烧结机理影响因素烧成制度1前言进入“九五”以来,工业特种陶瓷得到了迅猛发展。
其中氧化铝陶瓷以其优良的特性如耐酸碱性、耐磨性、耐电性、机械强度高等,在工业化生产中得到了广泛的应用。
因此,深入研究氧化铝陶瓷的生产技术及其发展,服务于生产和社会需要就显得相当重要。
在氧化铝陶瓷的生产过程中,无论是原料制备、成型、烧结还是冷加工,每个环节都是不容忽视的。
坯体烧结后,制品的显微结构及其内在性能发生了根本的改变,很难通过其它办法进行补救。
因此,深入研究氧化铝陶瓷的烧结技术,合理选择理想的烧结制度确保产品的性能,对氧化铝陶瓷生产极有帮助。
2烧结机理烧结是指坯体由低温到高温发生一系列的物理化学反应,从而得到致密的、坚硬的制品的过程。
其中物理化学变化包含坯体中残余的拌料水分的排溢、物料中化合物结合水和有机物的分解排除、Al2O3同质异晶的晶型转变以及固态物质颗粒间直接进行反应———固相反应等。
固相反应在氧化铝陶瓷烧结中占有极为重要的位置,它实质上是通过物质质点的迁移扩散作用而进行的,随着温度的升高,晶体的热缺陷不断增加,质点迁移扩散由内扩散形式到外扩散,并更加充分,从而发生反应,产生新的物质(见图1)。
如图1所示,假定颗粒是圆的,温度升高,颗粒界面相互融合,形成勃颈并不断扩大,颗粒径距缩短,气孔变小并逐渐排除,晶粒长大,体积收缩,最后形成致密体。
从以上的分析可以看出,固相反应的关键是迁移,提高质点的迁移速度和效率,就能有效地促进烧结和致密过程;反之,就起阻碍作用。
3影响烧结性能的因素影响氧化铝陶瓷烧结程度的因素较多,主要表现为以下几点:3.1晶体的结构化学键强的化合物(晶体)具有较高的晶格能量,晶格结构牢固:即使在较高温度下,质点的振动迁移也较弱。
烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响
烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响摘要：透明氧化铝陶瓷作为一种具有优异特性的无机材料，广泛应用于光学、电子、化工等领域。
烧结工艺是制备透明氧化铝陶瓷的关键步骤之一，直接影响其性能。
本文以透明氧化铝陶瓷为研究对象，探讨了烧结工艺对其性能的影响，并分析了烧结温度、烧结时间、添加剂等因素对透明氧化铝陶瓷的影响机制。
通过实验研究和数据分析，得出了烧结工艺优化的建议和结论，为提高透明氧化铝陶瓷的性能提供了理论和实践依据。
关键词：透明氧化铝陶瓷；烧结工艺；性能；烧结温度；烧结时间引言透明氧化铝陶瓷的研究背景可以追溯到对透明陶瓷的需求和发展。
传统的陶瓷材料具有较好的机械性能和化学稳定性，但在透明度方面存在一定的局限性。
因此，人们开始寻求开发具有透明性能的陶瓷材料，以满足光学、电子和其他领域的高级应用。
当前，透明氧化铝陶瓷的研究主要集中在材料合成改进、工艺优化、性能提升和创新应用开发等方面。
通过不断的研究和探索，透明氧化铝陶瓷有望在更广泛的领域中发挥重要作用，并为相关技术和产业的发展做出贡献。
1.烧结工艺对透明氧化铝陶瓷性能的影响1.1烧结温度对透明氧化铝陶瓷性能的影响随着烧结温度的升高，透明氧化铝陶瓷的晶粒尺寸增大，并且结晶度也提高。
较高的烧结温度可以促进晶粒长大与结晶度的增加，从而改善陶瓷的光学和机械性能。
烧结温度对透明氧化铝陶瓷的致密度具有显著影响。
一般来说，较高的烧结温度有利于颗粒间的熔合和结合力的增强，从而提高陶瓷的密度和致密度。
这将直接影响到材料的透明度和强度。
透明氧化铝陶瓷的透明度主要受烧结温度和晶粒尺寸的影响。
较高的烧结温度可以促进晶粒长大和晶界的消失，从而提高陶瓷的透明度。
然而，温度过高可能导致晶粒长大过快，引起不均匀的尺寸分布，从而降低透明度。
烧结温度的选择对透明氧化铝陶瓷的机械性能也具有重要影响。
合适的烧结温度可以提高材料的硬度、强度和韧性，从而增加陶瓷的抗磨损性能和耐用性。
1.2烧结时间对透明氧化铝陶瓷性能的影响较长的烧结时间有利于晶粒的生长和结晶度的提高。
氧化铝陶瓷分析解析
耐磨陶瓷主要技术指标
项目
指标
氧化铝陶瓷含量 ≥92%
密度
≥3.6 g/cm3
洛氏硬度
≥80 HRA
抗压强度
≥850 Mpa
断裂韧性
≥4.8MPa·m1/2
抗弯强度
≥290MPa
导热系数
20W/m.K
热膨胀系数
7.2×10-6m/m.K
Sintering of nanopowders
Initially the dried powders were presintered at 600 ℃ to remove the organic and other residues present in the material and then ground into fine mixing by both sintering techniques.Further the presintered powder was mixed with 2wt% of PVA binder and then cylindrical pellets were uniaxially compacted at a pressure of 4 tones for 3 min.
目前改善氧化铝陶瓷的断裂韧性有以下几种途 径:
(1)颗粒弥散增韧; (2)纤维和晶须增韧; (3)氧化 锆相变增韧; (4)复合增韧; (5)自增韧等。
颗粒弥散增韧
颗粒弥散增韧机理主要有热应力诱导微裂纹增 韧、切应力阻碍微裂纹扩展(钉扎微裂纹)增韧、 微裂纹偏转与分支、弱化应力集中增韧及细化 基体晶粒。颗粒弥散增韧与温度无关,可以作为 高温增韧机制。对颗粒增韧氧化铝陶瓷的研究 中, 主要以高熔点、高强度、高弹性模量的碳 化物、氮化物、硼化物第二相粒子和具有延展 性的金属颗粒为增韧相
氧化铝陶瓷增韧
1)应力诱导相变增韧：应力诱导相变增韧是利用应力诱导四方ZrO2马氏体相变来改变陶瓷材料的韧性，当部分稳定ZrO2增韧陶瓷烧结致密后，四方晶型ZrO2颗粒弥散分布与陶瓷基体中，冷却时亚稳态的四方晶型颗粒受到基体的抑制而处于压应力状态，这时基体中沿颗粒连线方向也处于压应力状态。
材料在外力作用下所产生的裂纹尖端附近由于应力集中的作用，存在张应力场，从而减轻了对四方相的束缚，在应力诱发作用下发生四方相(t-ZrO2) 转变成单斜相(m-ZrO2)的马氏体相变，将引起3%～5%的体积膨胀，而相变颗粒的剪切应力和体积膨胀对基体产生压应变，使裂纹停止延伸，以致需要更大的能量才使主裂纹扩展，即在裂纹尖端应力场的作用下，ZrO2粒子发生马氏体相变而吸收了能量，外力做了功，从而提高了断裂韧性。
2)微裂纹增韧：ZrO2在由四方相向单斜相转变时，因体积膨胀产生的微裂纹将起到分散基体中主裂纹尖端能量的作用，不论是陶瓷在冷却过程中产生的相变诱发微裂纹，还是裂纹在扩展过程中其尖端区域形成的应力诱发相变导致的微裂纹，都将起到分散主裂纹尖端能量的作用，并导致主裂纹扩展路径发生扭曲和分叉，从而提高断裂能，引起陶瓷断裂韧性的增加；3)弥散增韧：基体材料中加入ZrO2颗粒，对裂纹起钉扎作用，耗散裂纹前进的动力。
同时，颗粒在基体中受拉伸时阻止横向截面收缩，消耗更多的能量，达到增韧目的。
1)热膨胀失配增韧：热膨胀系数α失配，从而能在第二相颗粒及周基体内部产生残余应力场，假设第二相颗粒与基体之间不发生化学反应，果第二相颗粒与基体之间存在热膨胀系数的失配，即?α=αp―αm不等0(p，m分别表示颗粒和基体)，当?α>0时，第二相颗粒处于拉应力状态而基体径向处于拉伸状态；当?α<0时，第二相颗粒处于压应力状态，切受到拉应力，这时裂纹倾向于在颗粒处钉扎或穿过颗粒。
微裂纹的出现可吸收能量从而达到增韧的目的。
2)裂纹编转：裂纹编转是一种裂纹尖端效应，是指裂纹扩展过程中裂纹尖端遇上偏转剂(颗粒、纤维、晶须、界面等)所发生的倾斜和偏转。
氧化铝陶瓷的两步法烧结工艺研究
氧化铝陶瓷的两步法烧结工艺研究氧化铝陶瓷的两步法烧结工艺通常包括两个主要步骤：制备氧化铝粉末坯体和烧结制备成陶瓷。
这两个步骤有助于获得高强度、高硬度、高绝缘性能的氧化铝陶瓷。
以下是这个工艺的一般步骤：第一步：制备氧化铝粉末坯体1. 氧化铝粉末选择：•选择高纯度、细颗粒的氧化铝粉末，通常选择平均粒径较小的粉末。
2. 配料：•根据所需的性能，将氧化铝粉末与其他可能的添加剂进行混合。
添加剂可以是稳定剂、增塑剂等，有助于提高坯体的成型性能。
3. 成型：•使用注塑、压制等成型工艺，将混合物成型成所需形状的坯体。
4. 脱脂：•对坯体进行脱脂处理，去除混合物中的有机物，以防止在烧结过程中产生气泡。
5. 预烧：•进行预烧处理，将坯体在较低的温度下烧结，以增强坯体的强度和稳定性。
6. 检查与修整：•对预烧后的坯体进行质量检查，修整可能存在的缺陷。
第二步：烧结制备成陶瓷1. 定型：•对经过预烧的坯体进行最终成型，确定最终形状。
2. 烧结：•将定型后的坯体进行高温烧结，通常在氧化铝的烧结温度范围内（约1600°C至1800°C）进行，使颗粒间发生烧结，形成致密的陶瓷结构。
3. 表面处理：•进行表面处理，如磨光、抛光等，提高氧化铝陶瓷的光洁度和外观。
4. 性能测试：•进行氧化铝陶瓷的性能测试，包括硬度、密度、导热性等方面的测试，确保产品符合设计要求。
5. 包装：•对成品进行包装，以确保在运输和使用过程中不受损。
这是一个一般性的两步法烧结工艺流程，具体的工艺细节可能会因制备陶瓷的用途、要求和厂家的技术水平而有所不同。
在实际应用中，可能还会包括其他工艺步骤以满足特定的性能要求。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷摘要：本文介绍了氧化铝陶瓷的结构、制备、性能及用途。
关键字：氧化铝陶瓷、Al2O3正文：一、氧化物陶瓷简介按照传统的分类方法，陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷（精细陶瓷），这两类陶瓷间没有严格的界限，有的陶瓷品种可以一种多用。
工业Al2O3，是由铝矾土(Al2O·3H20)和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法来制备。
电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000—2400℃熔融而制得，也称人造刚玉。
Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即Al2O3 、Al2O3 、Al2O3 。
其结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为Al2O3。
Al2O3属尖晶石型(立方)结构，氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中，在高温下不稳定，力学性能、电学性能差，在自然界中不存在。
由于结构疏松，因此，也可用它来制造某些特殊用途的多孔材料。
Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物。
它的化学组成可以近似地用RO·6 Al2O3和R2O·11 Al2O3来表示(RO指碱上金属氧化物，R2O指碱金属氧化物)，其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]-层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成。
氧离子排列成立方密堆积，Na+完全包含在垂直于c轴的松散堆积平面内，在这个平面内可以很快扩散，呈现离子型导电现象。
Al2O3属三方晶系，单位晶胞是一个尖的菱面体，在自然界只存在Al2O3，如天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。
Al2O3结构最紧密、活性低、高温稳定。
它是三种形态中最稳定的晶型，电学性能最好，具有良好的机械和电学性能，一般氧化铝陶瓷都由Al2O3来制取。
二、氧化铝陶瓷的制造工艺氧化铝陶瓷是一种以Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其氧化铝含量一般在75％～99％之间。
习惯上以配料中氧化铝的含量进行分类，氧化铝含量在75％左右的为"75瓷”，含量在99％的为“99瓷”等。
烧结助剂对氧化铝陶瓷低温烧结的影响
烧结助剂对氧化铝陶瓷低温烧结的影响吴懋亮;孙翰霆;刘中俊;蔡杰【摘要】氧化铝(Al2O3)陶瓷烧结温度较高,通过添加烧结助剂可以实现Al2O3陶瓷的低温烧结.对比分析了不同含量的CuO-TiO2和MnO2-TiO2-MgO复合烧结助剂在不同的烧结温度下对Al2O3烧结性能的影响,得到了烧结助剂含量和烧结温度对Al2O3陶瓷体积收缩率、体积密度以及内部显微结构的影响规律.实验分析表明,在1 350℃的烧结温度下,添加4％(质量分数)CuO-TiO2和MnO2-TiO2-MgO 的烧结助剂,Al2O3陶瓷分别能获得高达3.67 g/mm3和3.76 g/mm3的体积密度,并且在扫描电子显微镜下观察到良好的显微结构.【期刊名称】《上海电力学院学报》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】5页(P11-15)【关键词】氧化铝陶瓷;低温烧结;烧结助剂【作者】吴懋亮;孙翰霆;刘中俊;蔡杰【作者单位】上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090;上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090;上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090;上海电力学院能源与机械工程学院,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75氧化铝(Al2O3)陶瓷材料不仅具有高强度、高硬度、耐高温等优秀的力学性能,而且还具备良好的化学稳定性,在航天、航空、汽车、生物等行业具有广泛的应用前景[1-2]。
但是Al2O3陶瓷熔点高,烧结温度一般在1 800 ℃以上。
高的烧结温度,不仅要消耗大量能源,而且烧结成的陶瓷制件结构上会存在很多缺陷,使用性能会大大降低。
因此,在保证Al2O3陶瓷优良品质的前提下,有效降低Al2O3陶瓷的烧结温度具有十分重要的意义。
添加烧结助剂是降低Al2O3陶瓷烧结温度、调控显微结构的主要方法。
胡继林等人[3]以MnO2-TiO2-CaO-La2O3为烧结助剂,在1 450 ℃下就获得了抗弯强度为357.12 MPa,洛氏硬度值为78.0,体积密度高达3.78 g/mm3的Al2O3陶瓷。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（AL2O3）为主体的材料，用于厚膜集成电路。
氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。
需要注意的是需用超声波进行洗涤。
氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷。
因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要.类别氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—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。
普通型氧化铝陶瓷系按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、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。
制作工艺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温度下均匀混合，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%的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。
欲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。
近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203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℃。
氟化铝对氧化铝烧结性能的影响
氟化铝对氧化铝烧结性能的影响摘要：莫来石（3Al2O3?2SiO2）是一种链状硅酸盐矿物，天然莫来石较少。
莫来石导热系数低，具有优异的热稳定性和高温化学稳定性，耐火度高，抗热震性好，抗化学腐蚀、抗蠕变荷重软化温度高，电绝缘性强，是一种理想的隔热材料。
以蓝晶石和氧化铝为原料，氟化铝为催化剂，一定温度下合成莫来石单晶，采用SEM、EDS和XRD对烧结产物进行分析。
结果表明，氟化铝最佳添加方式为外置，原料（蓝晶石和Al2O3）与氟化铝最佳质量比为10∶2，此条件下可生成致密均匀的针状莫来石单晶，长径比为40~50。
基于此，本文主要对氟化铝对氧化铝烧结性能的影响进行分析探讨。
关键词：氟化铝；氧化铝；烧结性能；影响前言莫来石晶体结构是由[AlO4]和[SiO4]四面体沿c轴无序排列组成双链，双链间由[AlO6]八面体连接。
莫来石单晶没有内部或表面缺陷，除了具有多晶莫来石优异性能之外，其力学性能优于多晶莫来石，主要应用于金属基耐高温材料和陶瓷基复合材料，起增强补韧作用。
与其他非氧化物单晶相比，莫来石单晶更适合高温和恶劣的氧化环境。
1、实验部分1.1原料、试剂及仪器设备蓝晶石，取自河北邢台兴国蓝晶石制造有限公司，经强磁-反浮选工艺得到蓝晶石精矿纯度在95%以上，-74μm含量占60%，其化学成分(%)为：TFe，0.21；CaO，1.31；MgO，0.87；SiO2，34.33；Al2O3，61.88；Na2O，0.012；K2O，0.088；其它，1.3。
氧化铝（Al2O3）、氟化铝（AlF3），天津市光复精细化工研究所，分析纯。
S-4800型场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪，日本日立公司；SRJX型箱式电阻炉，上海树立仪器仪表有限公司；DX2700型X射线衍射仪，丹东方圆仪器有限公司。
1.2实验方法分别将蓝晶石精矿和氧化铝粉末通过三头研磨机磨细，用标准分样筛分成不同粒级，取一定质量37~44μm蓝晶石精矿和氧化铝粉末按莫来石化学计量式混合。
烧结温度对氧化铝陶瓷机电性能的影响
ｒ ｅ ｉ ｔａ ｄ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｌ ｔ ｒ Ｂｕ ｈ ｉ ｌｃ ｒ ｏ ｓａ ｔａ ｄ ｄｅ ｅ ｔ ｉ ｓ ｅ ｒ ａ ｅ ｉｓ ｎ ｒｓ ｓ ｌｔ ｒ ｉ ｓ ｆ ｓ ｎ ｅ ｒ ａ ｅ ａ ｅ ． ｔ ｅ ｄ ｅｅ ｔｉ ｃ ｎ ｔ ｎ ｎ ｉｌｃ ｒｃ ｌ ｓ ｄ ｃ ｅ ｓ ｓｆ ｔ ｄ ａ ｉｅ ｅ ．Ａｓ ｒ ｓ ｌ。ｄ ａ ｓ ｒ ｔ ｃ ｏ ｒ ａ ａ ｅ ｕ ｔ ｒ ｗ ｌ ｏ ｃ ｕ ｉｎ ｆ ｒ ｂ ｓ ｉ ｔ ｒ ｏ ｄ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｏ ｅ ｔｓｎ ｅ ｉ ｇ ｃ ｎ ｉｉｎ：ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ７ ℃ 。 ｅ ｔ ｇ ｐ ｅ ｅ ｖ ｔ ｎ ｆ ｒ２ ｈ ｎ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｆ ｒ１ ５ ０ ｈ ａ ｉ ｒ ｓ ｒ ａ ｉ ｏ ． ｎ ｏ
ｌｃ ｒ ｏ ｓ Ｂ ｌ ｅ ｓｔ ｅ ｔｉ ｌ ｓ ； ｕ ｋ ｄ ｎ ｉ ｃ ｙ
体 系为 Ｍｇ Ｏ— Ａｌ 。 ｉ 三 元 系统 。在 长 期 的生 ２ 一Ｓ０ ０
前 言
由于氧化 铝陶瓷 具 有优 良的 机 电性 能 ， 导热 率 如 较 高 ， 高温 ， 缘性 能 良好 ， 耐 绝 机械强 度适 中 、 耐磨及 耐
折 强 度 呈先 上升 后 下 降趋 势 ， 而介 电常 数 、 质 损 耗 角 正 切 则 是 先 降 低 后 升 高 。得 出最 佳 的 烧 结 条件 为 １ ７ 介 ０℃保 温 ２ｈ ５ 。 关 键 词 烧 结 温 度 氧化 铝 陶 瓷 抗 折 强 度 体 积 电 阻率 击 穿 电 压 介电常数 介 质 损 耗 体 积 密 度
２１． ．２ Ｏ Ｏ Ｎｏ １
陶 瓷
烧 结温 度 对氧 化 铝 陶 瓷 机 电性 能 的影 响
孥 宏
氧化铝陶瓷的低温烧结技术
氧化铝陶瓷的低温烧结技术氧化铝陶瓷是一种以Ａｌ２Ｏ３为主要原料，以刚玉（α—Ａｌ２Ｏ３）为主晶相的陶瓷材料。
因其具有机械强度高、硬度大、高频介电损耗小、高温绝缘电阻高、耐化学腐蚀性和导热性良好等优良综合技术性能，以及原料来源广、价格相对便宜、加工制造技术较为成熟等优势，氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、电器、机械、化工、纺织、汽车、冶金和航空航天等行业，成为目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
然而，由于氧化铝熔点高达２０５０℃，导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高（参见表一中标准烧结温度），从而使得氧化铝陶瓷的制造需要使用高温发热体或高质量的燃料以及高级耐火材料作窑炉和窑具，这在一定程度上限制了它的生产和更广泛的应用。
因此，降低氧化铝陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短烧成周期，减少窑炉和窑具损耗，从而降低生产成本，一直是企业所关心和急需解决的重要课题。
目前，对氧化铝陶瓷低温烧结技术的研究工作已很广泛和深入，从７５瓷到９９瓷都有系统的研究，业已取得显著成效。
表一是已实现的各类氧化铝陶瓷低温烧结情况。
表中低温烧结氧化铝陶瓷的各项机电性能均达到了相应瓷种的国家标准，甚至中铝瓷在某些技术标准上超过高铝瓷的国标，如中科院上海硅酸盐研究所研制的１３６０℃烧成的８５瓷，其抗弯强度超过９９％Ａｌ２Ｏ３陶瓷的国标，各项电性能都优于９５％Ａｌ２Ｏ３瓷的国标；Ａｌ２Ｏ３含量分别为９０％和９５％的低温烧结陶瓷，其机电性能都优于９５瓷及９９瓷的国标。
纵观当前各种氧化铝瓷的低温烧结技术，归纳起来，主要是从原料加工、配方设计和烧成工艺等三方面来采取措施，下面分别加以概述。
一、通过提高Ａｌ２Ｏ３粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。
与块状物相比，粉体具有很大的比表面积，这是外界对粉体做功的结果。
利用机械作用或化学作用来制备粉体时所消耗的机械能或化学能，部分将作为表面能而贮存在粉体中，此外，在粉体的制备过程中，又会引起粉粒表面及其内部出现各种晶格缺陷，使晶格活化。
95氧化铝陶瓷加工难点分析及加工方法选择
1.2 氧化铝陶瓷的加工脆性通常情况下，氧化铝陶瓷的微观结构是由离子键或共价键形成的多晶等轴晶种。
因此，断裂较弱。
外力作用下的压力会在陶瓷表面产生小裂纹；裂缝会迅速增长并破裂。
因此切割氧化铝陶瓷时断裂经常出现；这意味着在陶瓷表面上会出现小裂纹。
断裂的原因如下：不是定期切割的结果；切削材料和机器表面的最终分离是由于弹性降落造成的。
其次，由变形和剪切引起的裂纹通常是沿表面的裂纹。
在此期间，由于切割时的抗拉强度，物体与切割物体的结合以及结合过程一起导致破裂过程的发生。
应该注意的是，拉应力越高，该过程破坏性越大。
2 常见氧化铝陶瓷加工方法氧化铝陶瓷材料是具有高硬度和高脆性的坚韧材料。
常见的加工方法包括研磨，切割，激光加热，高压水射流磨损和超声处理。
2.1 磨削加工如今，大多数陶瓷行业主要使用研磨方法。
由于氧化铝陶瓷的硬度，通常会磨削金刚石以磨削砂轮，大部分使用B4C 材料。
研究表明，在氧化铝陶瓷的研磨中，瓷器通常会使用了脆性的去除方法，在陶瓷表面产生裂纹，伸展它将被剥皮并折断，玉石晶体从零件表面塌陷；在实际的磨削过程中，机器的特性，研磨和成形颗粒的所有形状都会影响研磨过程。
当前的研究热点是了解使用塑料去除机对瓷器进行塑料磨削。
当前，微裂纹和在半粘性研磨表面上的塑料形状的形成的组合可以减少工件的表面微裂纹并增加工件的强度。
1 氧化铝陶瓷加工难点分析1.1 氧化铝陶瓷的加工硬度AL 2O 3主要具有三种晶型：α，β和γ，其中α-AL 2O 3是最稳定的晶型。
β和γ晶体1300℃左右就能完全转变为α晶体。
在α-AL 2O 3的晶体形式中，铝和氧离子形成的原子键主要为共价键，离子键或它们的混合键，因此原子之间的键能非常高并且具有很强的方向性。
该材料塑性变形小，脆性大，易开裂；其硬度是钢的几倍，相当于硬质合金的硬度，通常高纯度氧化铝陶瓷的抗拉强度可达260(MPa)，密度可以达到3980(kg/m 3)，弹性模量为350至400(GPa)，抗压强度为2930(MPa)，其硬度可达到95HRA 。
氧化铝陶瓷综述(原版)
目 录摘 要 (1)正文： (1)1氧化铝的同质多晶变体及其性能简介 (1)1.1α-32O Al (1)1.2β-32O Al (1)1.3γ-32O Al (1)2氧化铝陶瓷的分类及功能简介 (2)2.1分类 (2)2.1.1氧化铝陶瓷按其中氧化铝含量不同分为高纯型和普通型两种。
(2)2.1.2氧化铝陶瓷根据主晶相不同可分为刚玉瓷、刚玉—莫来石瓷及莫来石瓷。
(2)2.2功能 (2)3氧化铝陶瓷的原料及其加工 (3)3.1原料及其制备 (3)3.232O Al 的预烧 (4)3.332O Al 粉体的制备 (4)4氧化铝陶瓷的成型工艺 (5)4.1成型辅助剂 (5)4.2成型方法 (5)4.2.1模压成型 (5)4.2.2等静压成型 (5)4.2.3注浆成型 (5)4.2.4凝胶注模成型 (5)4.2.5热压铸成型 (6)5烧结 (6)5.1烧结方法 (6)5.1.1常压烧结法 (6)5.1.2热压烧结和热等静压烧结 (6)5.1.3液相烧结法 (6)5.1.4其它烧结方法 (7)5.2影响氧化铝陶瓷烧结的因素 (7)5.2.1成型方法的影响 (7)5.2.2烧结制度的影响 (7)5.2.3烧结气氛的影响 (7)5.2.4辅助剂的影响 (7)5.2.5烧结方法的影响 (8)6氧化铝陶瓷的后加工处理 (8)7氧化铝陶瓷的应用和发展现状 (8)7.1机械方面 (8)7.2电子、电力方面 (8)7.3化工方面 (8)7.4医学方面 (9)7.5建筑卫生陶瓷方面 (9)7.6其它方面 (9)参考文献 (9)氧化铝陶瓷综述摘 要本文简述了氧化铝陶瓷的功能及在各行业的应用，详细论述了氧化铝陶瓷的加工、成型及制备和制备过程中各工序对制品可能产生的影响以及通常会出现的问题与相应的解决方法。
关键词 氧化铝陶瓷；预烧；粉磨；成型；烧结；后加工处理；应用正文：以氧化铝(32O Al )为主要成分的陶瓷称为氧化铝陶瓷(alumina-ceramic)。
氧化铝陶瓷烧结开裂的原因
氧化铝陶瓷烧结开裂的原因1. 原料问题会不会是氧化铝陶瓷烧结开裂的一个原因呢？就好比建房子，要是砖头质量不行，那房子能牢固吗？比如使用了含有杂质较多的氧化铝原料，这就可能导致在烧结过程中出现问题呀。
2. 烧结温度不合适难道不是重要原因之一吗？这就像烤蛋糕，温度太高或太低，蛋糕不就烤坏啦？如果烧结温度过高或过低，氧化铝陶瓷不就容易开裂嘛。
3. 升温速率不合理也是有可能的呀！你想啊，跑步一下子冲太快是不是容易摔倒，升温太快，氧化铝陶瓷也受不了啊，不就容易产生开裂喽。
4. 气氛控制不好会怎样呢？这就好像人在不同的环境里会有不同的状态，氧化铝陶瓷在不合适的气氛中烧结，开裂的风险可就大啦，比如氧气含量不合适的时候。
5. 压力问题呢，压力不合适是不是也挺要命的？就如同给气球打气，气太多或太少都不行，在氧化铝陶瓷烧结时压力不当也会导致开裂呀。
6. 添加剂的选用很关键啊！可以类比为做菜时调料放错了，味道就不对了。
要是添加剂选错或用量不对，氧化铝陶瓷烧结时开裂就可能出现啦。
7. 成型工艺不好能行不？这就像捏泥人没捏好，后面怎么能烧出好的氧化铝陶瓷呢，肯定容易开裂呀。
8. 冷却速度不对劲也是个问题吧！好比冬天从外面突然进到很热的屋里，身体能受得了吗？冷却太快，氧化铝陶瓷也会受不了而开裂呀。
9. 陶瓷本身的结构设计不合理呢？就像盖房子结构设计有问题，那肯定不牢固啊，氧化铝陶瓷的结构设计不好，那烧结时开裂的可能性就大了去了。
10. 操作过程不细心总不行吧！这就像走路不看路，能不摔跟头吗？操作人员要是不仔细，那氧化铝陶瓷烧结开裂就很容易发生啦。
我觉得啊，氧化铝陶瓷烧结开裂的原因真是多方面的，每一个环节都得特别注意，稍有不慎就可能导致开裂，得认真对待每一个细节才行啊！。
氧化铝陶瓷的烧结
氧化铝陶瓷的烧结摘要：随着科学技术与制造技术日新月异的发展，氧化铝陶瓷在现代工业中得到了深入的发展和广泛的应用。
本文就氧化铝陶瓷的烧结展开论述。
主要涉及原料颗粒和烧结助剂两方面，以获得性能良好的陶瓷材料，对满足工业生产和社会需求有非常重要的意义。
关键词：氧化铝；原料颗粒；烧结助剂；1 引言在科学技术和物质文明高度发达的现代社会中，人类赖以制成各种工业产品的材料实在千差万别，但总体包括起来，无非金属、有机物及陶瓷三大类[1]。
氧化铝陶瓷是目前世界上生产量最大、应用面最广的陶瓷材料之一，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[2]。
在氧化铝陶瓷的生产过程中, 无论是原料制备、成型、烧结还是冷加工, 每个环节都是不容忽视的。
目前氧化铝陶瓷制备主要采用烧结工艺[3]，坯体烧结后，制品的显微结构及其内在性能发生了根本的改变,很难通过其它办法进行补救。
因此，深入研究氧化铝陶瓷的烧结技术及影响因素，合理选择理想的烧结制度确保产品的性能、分析烧结机理、研究添加剂工作机理等对氧化铝陶瓷生产极有帮助，为氧化铝陶瓷的更广泛应用提供理论依据，为服务生产和社会需要非常重要。
2 氧化铝陶瓷简介Al2O3是新型陶瓷制品中使用最为广泛的原料之一，具有一系列优良的性能[4]。
Al2O3陶瓷通常以配料或瓷体中的Al2O3的含量来分类，目前分为高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料。
由于其烧结温度高达1650℃~1990℃，透射波长为1μm~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。
普通型氧化铝陶瓷系Al2O3按含量不同分为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。