氧化铝陶瓷的制备实验指导书
一种99氧化铝陶瓷及其制备方法
一种99氧化铝陶瓷及其制备方法
一种99氧化铝陶瓷及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将α-Al2O3、La2O3、MgO、B2O3进行称重配料得到混合物；
将步骤1所得混合物按照混合物：氧化锆球：去离子水=1：5：2的质量比加入尼龙球磨罐中，以去离子水为溶剂，以行星球磨混合3-6小时，取出后在80-100℃下进行烘干，用40-80目筛网过筛得到粉体；
将粉体加入PVA溶液作为粘结剂造粒，将粒料放入成型模具并施加压力制得生坯；
将生胚放入烧结炉中排胶，再在大气气氛中烧结，制成99氧化铝陶瓷。
本发明的优点是显著的降低了99氧化铝陶瓷的烧结温度，同时显著的提高了99氧化铝陶瓷的抗弯强度和品质因数，本发明的99氧化铝陶瓷材料具有较低相对介电常数，高品质因数，较高抗弯强度，较低烧结温度1510℃。
氧化铝陶瓷的制备实验指导书
结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定的结合剂，根据合适的配比混合后，选择适当的成型方法，制成坯体。
坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。
坯体经烧结后，宏观上的反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。
实验目的：1.选用氧化铝粉体，通过干法成型，制备氧化铝陶瓷。
2.选用合适的烧结助剂，促进氧化铝陶瓷的烧结，加深对陶瓷烧结的理解。
3.熟悉陶瓷常用物理性能的测试方法实验原理：氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱动力为粉体具有较高的表面能。
但纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低的温度下完成烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧结。
本实验中，采用向氧化铝粉体中加入适量的二氧化硅粉体以促进烧结，而达到氧化铝陶瓷烧结的目的。
实验仪器：天平、烧杯、压力机、模具、游标卡尺、电炉等实验步骤：1.配料。
将氧化铝、氧化锆粉体按80：20的质量比例混合均匀，并外加入5%的水起结合作用。
2.制样。
称取适量混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。
并量尺寸，计算生坯的体积密度。
3.干燥。
将成型好的生坯充分干燥。
4.烧结。
将干燥后的生坯置于电炉内，在1600℃的条件下保温3小时。
5.检测。
测量烧后试样的尺寸，计算其体积密度。
计算烧结前后线变化率。
1.实验目的2.实验仪器3.实验数据记录及数据处理起始物料的配比；结合剂的加入量；烧结前后试样的体积密度及质量变化；烧结前后的线变化率。
4.思考题：1）助烧剂的作用机理是什么？2）常用体积密度的测试方法有哪几种？实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。
材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。
物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。
95氧化铝陶瓷坯体的制备与测试分析
《无机材料测试技术综合性实验》95氧化铝陶瓷坯体的制备与测试分析学院：材料科学与工程学院班级：10级无机非金属材料4班******学号：************指导老师：***实验时间：2010年5月95氧化铝陶瓷坯体的制备与测试分析摘要：本文采用凝胶注模成形制备的95%氧化铝陶瓷坯体。
影响95%氧化铝陶瓷性能的原因错综复杂,与生产厂家在陶瓷生产工艺过程中的控制能力有密切关系。
具体的说与原料选择加工、组成的配制、坯料的成型方法,烧结的温度、保温时间、烧结气氛和炉窑类型及质量都有很大关系。
为了研究加入添加剂对成形后坯体的性能的影响，我们组测试分析的是在凝胶注模成形的过程中加入40:1的添加剂形成的95氧化铝陶瓷坯体。
关键词：95氧化铝陶瓷坯体；凝胶注模；40:1添加剂1.前言氧化铝陶瓷因具有机械强度高、硬度大、高温绝缘电阻高、高频介电损耗小、耐化学腐蚀性和导热性良好等一系列优良性能，已被广泛应用于机械、石油、化工、纺织、电子以及冶金等各个行业［1,2］。
但是，由于立方晶结构的氧化铝的离子键性，使之熔点达2050℃，导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍较高。
从企业的实际情况看，Al2O3含量85% 的高铝瓷烧成温度约为1500 ～1550℃，90 瓷烧结温度一般在1550 ～1600℃，95 瓷为1600 ～1650℃，99 瓷在1750℃以上[3]。
95 氧化铝陶瓷由于具有机械强度高，绝缘电阻大，硬度大，耐磨、耐腐蚀及耐高温等特性，因此被广泛应用于纺织、煤矿、石油、化工、电力及建筑等各个行业［4］。
由于其广泛的工业应用和性价比高等优点，因而成为被研究最多的陶瓷材料之一。
然而，氧化铝陶瓷难于成型高质量、形状复杂的陶瓷材料，并且其烧成后加工成本也很高［5］。
凝胶注模盛开工艺自美国橡树岭国家重点实验室于20世纪90年代初发明以来，一起是材料学领域研究的重点。
（表1.1为凝胶注模与传统工艺比较）国内十多年前就对此工艺高度关注，清华大学黄勇课题组开展了大量卓有成效的研究工作。
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。
氧化铝陶瓷材料的制备与性能研究
氧化铝陶瓷材料的制备与性能研究氧化铝陶瓷材料是一种重要的工程材料，具有优异的物理、化学和机械性能，广泛应用于航空航天、电子、化工等领域。
本文将探讨氧化铝陶瓷材料的制备方法以及其性能研究。
一、氧化铝陶瓷材料的制备方法氧化铝陶瓷材料的制备方法多种多样，常见的有烧结法、溶胶-凝胶法和等离子喷雾法等。
其中，烧结法是最常用的制备方法之一。
烧结法主要包括粉末制备、成型和烧结三个步骤。
首先，氧化铝粉末的制备是制备氧化铝陶瓷材料的关键。
常用的制备方法有沉淀法、气相法和溶胶-凝胶法等。
沉淀法是将铝盐与氢氧化钠反应生成氢氧化铝，再经过煅烧得到氧化铝粉末。
气相法是通过热分解或气相沉积将气态前驱体转化为氧化铝粉末。
溶胶-凝胶法则是通过溶胶和凝胶的形成，最终得到氧化铝粉末。
其次，成型是将氧化铝粉末按照需要的形状进行加工。
常见的成型方法有压制、注塑和挤压等。
压制是将氧化铝粉末放入模具中，在一定的压力下进行成型。
注塑是将氧化铝粉末与有机物混合，通过注塑机将混合物注入模具中进行成型。
挤压则是将氧化铝粉末放入挤压机中，在一定的压力下通过模具挤出成型。
最后，烧结是将成型后的氧化铝粉末进行高温处理，使其颗粒之间发生结合，形成致密的陶瓷材料。
烧结温度和时间是影响烧结效果的重要因素。
一般来说，烧结温度越高，烧结效果越好，但也容易导致晶粒长大和晶界迁移。
因此，在实际制备过程中需要根据具体要求选择适当的烧结温度和时间。
二、氧化铝陶瓷材料的性能研究氧化铝陶瓷材料具有优异的物理、化学和机械性能，对其性能进行研究有助于进一步提高其应用效果。
在物理性能方面，氧化铝陶瓷材料具有较高的熔点、硬度和热稳定性。
研究表明，烧结温度和时间对氧化铝陶瓷材料的物理性能有着重要影响。
较高的烧结温度和适当的烧结时间可以提高氧化铝陶瓷材料的致密性和硬度。
在化学性能方面，氧化铝陶瓷材料具有优异的耐腐蚀性和化学稳定性。
研究发现，氧化铝陶瓷材料的化学性能与其晶体结构和晶界结构有关。
氧化铝陶瓷的制备工艺及其性能研究
氧化铝陶瓷的制备工艺及其性能研究氧化铝陶瓷是一种常见的陶瓷材料，具有高温稳定性、机械强度高、耐化学腐蚀等优异性能，因此广泛应用于电子、航空航天、军工、医疗等领域。
在本文中，我们将探讨氧化铝陶瓷的制备工艺及其性能研究。
一、制备工艺氧化铝陶瓷的制备工艺主要包括原料准备、制粉、成型、烧结和后处理等环节。
其中，制粉方法和烧结温度是影响氧化铝陶瓷性能的主要因素之一。
1.原料准备氧化铝陶瓷的主要原料是高纯度氧化铝粉，其纯度要求达到99.9%以上。
同时还需要添加一定量的助剂，如结合剂、增塑剂等，以提高陶瓷的成型性和机械性能。
2.制粉制粉的方法主要有机械法、化学法、物理法等，其中机械法是制备氧化铝陶瓷常用的方法。
其主要流程包括粉碎、筛选和磨细等环节。
通过优化制粉工艺，可以获得均匀一致的粉体，有利于后续的成型和烧结。
3.成型成型的方法主要有压制法、注射成形法、挤出成形法等。
其中压制法是最常用的成型方法，其主要流程包括压粉、取出成型件和去模等环节。
通过不同的成型方法，可以得到不同形状和尺寸的氧化铝陶瓷制品。
4.烧结烧结是将成型后的氧化铝陶瓷制品在高温下进行结合的过程。
烧结温度和烧结时间对氧化铝陶瓷的性能影响很大。
通常情况下，烧结温度要达到纯氧化铝的熔点以上80%左右，烧结时间也有一定的要求。
此外，还可以通过添加其他辅助剂、改变烧结气氛、采用不同的烧结方式等方法来优化烧结工艺，以提高陶瓷的性能。
5.后处理后处理是指在烧结过程后对氧化铝陶瓷进行的处理工艺，主要包括加工、抛光、镀膜等。
通过后处理，可以进一步改善氧化铝陶瓷的表面质量和机械性能。
二、性能研究氧化铝陶瓷的性能研究主要包括功效、微观结构和机械性能等。
1.功能氧化铝陶瓷的主要功能特点是高温稳定性和耐腐蚀性。
其高温稳定性表现在在高温下性能稳定，不易发生膨胀、收缩或变形等现象。
耐腐蚀性表现在其表面不容易受到化学物质的侵蚀，具有较长的使用寿命。
2.微观结构氧化铝陶瓷的微观结构主要包括晶粒大小、晶粒形状、晶粒分布和孔隙率等。
氧化铝陶瓷浆料配方
氧化铝陶瓷浆料配方
氧化铝陶瓷是一种常见的陶瓷材料，用于制作瓷砖、陶瓷器皿、陶瓷齿科材料等。
以下是一个基本的氧化铝陶瓷浆料配方，可用于制备氧化铝陶瓷：
主要原料：
-氧化铝粉末（Al?O?）
-粘结剂（例如黏土、纯碱等）
-水
辅助原料：
-陶瓷颜料（根据需要选择）
-增塑剂或增稠剂（根据需要选择）
配方步骤：
1. 准备氧化铝粉末：根据所需陶瓷产品的要求，选择合适颗粒大小的氧化铝粉末。
可以使用混合机或者研磨机将粉末细化、均匀混合。
2. 添加粘结剂：根据所选的粘结剂类型和使用比例，将粘结剂逐渐
加入到氧化铝粉末中，并在混合的过程中充分搅拌，以保证颗粒之间的均匀结合。
3. 加水：逐渐添加适量的水到混合物中，搅拌均匀。
水的含量应根据所需浆料的粘稠度和可塑性加入，以达到合适的浆料流动性。
4. 添加辅助原料：根据需要可以加入适量的陶瓷颜料，以调整浆料的颜色和装饰效果。
此外，根据需要可以添加增塑剂或增稠剂，以调整浆料的黏度和流动性。
5. 混合调理：使用搅拌器或者混合机将浆料充分搅拌、调理，以确保所有成分均匀混合在一起。
完成以上步骤后，你就可以根据具体需求，将制备好的氧化铝陶瓷浆料用于瓷砖、陶瓷器皿或其他陶瓷材料的制备过程中。
请注意，在操作过程中应当遵循安全操作规程，并根据具体情况调整配方和使用比例。
氧化铝陶瓷制备技术研究
氧化铝陶瓷制备技术研究
1引言
氧化铝陶瓷（Al2O3Ceramic）是一种具有良好光学性能、耐高温性、强度高、质轻且极易加工的陶瓷材料，它可以实现质量上厘、周期超短的高效制造，被广泛应用于医疗、航天、电子等领域。
目前，越来越多的企业和研发机构正力求寻求一种能够快速、有效的制备氧化铝陶瓷的方法和技术，以满足不同领域对于陶瓷材料的大量产业需求。
2熔法
熔法是目前比较常用的一种氧化铝陶瓷制备技术，它的基本原理是在溶解期间形成氧化铝溶胶，再经过一系列的烧结工艺，将氧化铝溶胶最终转换为氧化铝陶瓷。
它具有材料成本低、生产效率高、细致精密等优势，被广泛用于制备各种表面光洁度高、口径精密度高的氧化铝陶瓷产品。
3压辊钻孔
压辊钻孔一种特殊的氧化铝陶瓷制备技术，它是通过将陶瓷半成品/原料经由定形、滚压、表面处理等工序，最终形成相关氧化铝陶瓷零件。
这种制备技术的优势在于尺寸精度高，表面光洁度高，装配安全牢靠，能够有效满足客户对于氧化铝陶瓷零件规格尺寸大小精度要求。
4热压法
热压法是指通过把原料进行一系列的混合和加工，用一定的压力将其压型成型而形成氧化铝陶瓷的一种制备技术。
热压法的优势在于它具有快速、有效的生产，以及对于不同表面光洁度要求更加严格的装配要求，能够满足客户对于该类陶瓷材料的多种要求。
5总结
以上就是关于氧化铝陶瓷制备技术的详细介绍，它们各有优势且用途广泛，分别适用于各种表面光洁度高、口径精密度高和复杂制造等质量要求更高的氧化铝陶瓷制备。
氧化铝陶瓷的制备技术正在不断发展，其真正的潜力和作用仍有待发掘，未来仍有很多的可能性及挑战。
al2o3陶瓷制备流程
al2o3陶瓷制备流程Al2O3陶瓷制备流程一、概述Al2O3陶瓷，即氧化铝陶瓷，是一种具有高温稳定性、高硬度和耐腐蚀性的陶瓷材料。
它在工业领域中广泛应用于耐火材料、电子元件、磨料和涂层等领域。
本文将介绍Al2O3陶瓷的制备流程。
二、原料准备制备Al2O3陶瓷的原料主要有氧化铝粉和添加剂。
氧化铝粉通常采用高纯度的氧化铝粉末，添加剂可根据具体需求选择，如镁、钇等元素的氧化物。
原料的选择和质量对最终产品的性能有着重要影响。
三、混合和研磨将氧化铝粉和添加剂按一定比例混合，以确保均匀分布。
然后，将混合后的粉末放入球磨机中进行研磨处理。
研磨的目的是使粉末颗粒更加细小均匀，增加反应活性。
四、成型研磨后的粉末通过成型工艺形成所需的形状。
常用的成型方法有压制成型和注塑成型。
压制成型是将粉末放入模具中，施加压力使其形成固体坯体。
注塑成型则是将粉末与有机溶剂混合，通过注塑机注射到模具中，形成绿胚。
五、烧结绿胚经过成型后，需要进行烧结处理。
烧结是将绿胚置于高温下进行加热，使粉末颗粒之间发生结合，形成致密的陶瓷材料。
烧结温度和时间的选择需根据原料和产品要求进行确定。
六、表面处理烧结后的Al2O3陶瓷可能会存在表面不光滑或有缺陷的情况，因此需要进行表面处理。
常见的表面处理方法有抛光、研磨和镀膜等。
表面处理可以提高陶瓷的光洁度和机械性能，满足特定的应用需求。
七、性能测试制备完成的Al2O3陶瓷需要进行性能测试，以确保其符合要求。
常用的性能测试项目包括硬度测试、抗压强度测试、热稳定性测试和化学稳定性测试等。
通过这些测试，可以评估陶瓷材料的质量和性能。
八、应用领域Al2O3陶瓷的优良性能使其在许多领域有广泛应用。
在耐火材料领域，Al2O3陶瓷可用于制作高温炉具、耐火砖和耐火涂层等。
在电子元件领域，Al2O3陶瓷可用于制作绝缘体、电容器和电子陶瓷等。
此外，Al2O3陶瓷还可用作磨料、切削工具和涂层材料等。
九、总结Al2O3陶瓷的制备流程主要包括原料准备、混合和研磨、成型、烧结、表面处理和性能测试等步骤。
高温氧化铝陶瓷的制备工艺研究
高温氧化铝陶瓷的制备工艺研究一、引言高温氧化铝陶瓷因其优异的性能被广泛应用于电子、航空、军事等领域。
如何提高高温氧化铝陶瓷的制备工艺已成为研究者们关注的热点问题。
二、高温氧化铝陶瓷的性能高温氧化铝陶瓷具有较高的耐腐蚀能力、超硬、超强、高导热、高绝缘性能以及耐热性等优异性能，因此被广泛应用于电子、航空、军事等领域。
三、高温氧化铝陶瓷制备工艺1.原料选择高温氧化铝陶瓷的原料主要为氧化铝和稳定剂，氧化铝是制备高温氧化铝陶瓷的主要原料，而稳定剂则能够稳定氧化铝晶体结构，提高高温氧化铝陶瓷的性能。
2.烧结工艺高温氧化铝陶瓷的烧结过程是制备工艺中最重要的一步，其制备工艺大致可分为热等静压烧结、水压烧结和热等静压-水压复合烧结。
热等静压烧结以其制备工艺简单、能够制备出高密度、均一晶粒大小的高温氧化铝陶瓷而得到广泛应用，然而其制备工艺比较复杂，需要高性能的设备。
而水压烧结虽然制备工艺简单，但氧化铝的密度较低、晶粒不均匀，不太适用于高温氧化铝陶瓷的制备。
因此，热等静压-水压复合烧结被广泛用于高温氧化铝陶瓷的制备中，其制备工艺简单，能够制备出密度高、晶粒均匀的高温氧化铝陶瓷。
3.掺杂剂添加掺杂剂能够提高高温氧化铝陶瓷的机械性能、导热性能和尺寸稳定性能。
目前，氧化锆、氧化钇、氧化镁等元素成为高温氧化铝陶瓷中添加的常用掺杂剂。
掺杂剂的添加量一般为0.1%~4%，过高的添加量会降低高温氧化铝陶瓷的性能。
4.烧结温度与时间的选择烧结温度和时间的选择直接影响高温氧化铝陶瓷的密度、晶粒、晶界、尺寸等性能。
一般来讲，烧结温度越高，烧结时间越长，制备出的高温氧化铝陶瓷的密度越高、晶粒越小、尺寸越稳定。
但是过高的烧结温度和烧结时间会导致高温氧化铝陶瓷的晶粒长大，降低高温氧化铝陶瓷的性能。
四、高温氧化铝陶瓷的应用前景随着我国国防军工的迅速发展，高温氧化铝陶瓷的应用前景非常广阔。
高温氧化铝陶瓷在军事领域中被广泛应用于各种雷达、导弹控制等领域中，同时也被应用于电子、航空、环保、机械、化工以及医疗器械等领域。
氧化铝陶瓷的制备与应用
氧化铝陶瓷的制备与应用第一章：引言氧化铝陶瓷是一种由氧化铝粉末经过成型、烧结等多个工艺过程制成的陶瓷材料。
由于其高强度、高硬度、高抗腐蚀性、高绝缘性、高耐磨性等特性，氧化铝陶瓷已被广泛应用于电子、机械、化工、医疗等领域。
本文将详细介绍氧化铝陶瓷的制备和应用。
第二章：氧化铝陶瓷的制备2.1 氧化铝粉末氧化铝粉末可以通过退火、滚动、溶胶-凝胶等方法制备。
其中，退火法是将高温下制备的氧化铝沉淀物进行退火，使其转化为氧化铝粉末的方法。
滚动法是将铝棒压片后在高温下转动，使铝棒慢慢磨碎成粉末。
溶胶-凝胶法则是在溶液中加入适量的铝盐，并在高温下凝胶形成粉末。
2.2 成型氧化铝粉末通过添加绑合剂、增塑剂等辅助材料进行成型，可采用注塑、压制、挤出等多种方法进行成型。
2.3 烧结成型后的氧化铝陶瓷必须进行烧结加工，以提高其机械性能。
烧结分为两种方法：固相烧结和液相烧结。
固相烧结是将粉末在高温下烧结成坚硬的陶瓷，其强度高但成型难度大。
液相烧结则是将适量的添加剂与氧化铝粉末混合，形成熔体并在高温下进行烧结。
熔体能够填充氧化铝粉末之间的空隙，增加烧结密度，提高抗拉强度。
第三章：氧化铝陶瓷的应用3.1 电子行业氧化铝陶瓷可用作载体、基板、封装材料等电子元器件的组成部分。
其机械强度高、热膨胀系数小、耐高温性好、绝缘性能良好等特性均满足电子元器件对材料的要求。
3.2 机械行业氧化铝陶瓷用作机械零部件，如轴承、齿轮、刀具等。
其硬度高、耐磨性良好、化学稳定性好等特性保证了机械零部件的使用寿命和精度。
3.3 化工行业氧化铝陶瓷可用作化学反应器、催化剂等化工设备的组成部分。
其抗腐蚀性好、化学惰性大、热膨胀系数小等优点，使其广泛应用于化工行业。
3.4 医疗行业氧化铝陶瓷的生物相容性好，无毒害、无异物反应等特点，使其常被用作人工骨头、牙科材料、人工关节等医疗器械的制造材料。
第四章：总结与展望随着科学技术的不断发展，氧化铝陶瓷的制备和应用也不断升级。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
结构陶瓷的制备通常由所需起始物料的细粉，加入一定的结合剂，根据合适的配比混合后，选择适当的成型方法，制成坯体。
坯体经干燥处理后，进行烧结而得到。
坯体经烧结后，宏观上的反映为坯体有一定程度的收缩，强度增大，体积密度上升，气孔率下降，物理性能得到提高。
实验目的：1.选用氧化铝粉体，通过干法成型，制备氧化铝陶瓷。
2.选用合适的烧结助剂，促进氧化铝陶瓷的烧结，加深对陶瓷烧结的理解。
3.熟悉陶瓷常用物理性能的测试方法实验原理：氧化物粉体经成型后得到的生坯，颗粒间只有点接触，强度很很低，但通过烧结，虽在烧结时既无外力又无化学反应，但能使点接触的颗粒紧密结成坚硬而强度很高的瓷体，其驱动力为粉体具有较高的表面能。
但纯氧化铝陶瓷的烧结需要的温度很高，为在较低的温度下完成烧结，需要向体系中加入一定的助烧剂，使其能在相对较低的温度下出现液相而实现液相烧结。
本实验中，采用向氧化铝粉体中加入适量的二氧化硅粉体以促进烧结，而达到氧化铝陶瓷烧结的目的。
实验仪器：天平、烧杯、压力机、模具、游标卡尺、电炉等实验步骤：1.配料。
将氧化铝、氧化锆粉体按80：20的质量比例混合均匀，并外加入5%的水起结合作用。
2.制样。
称取适量混合好的粉体，倒入模具内，压制成型。
并量尺寸，计算生坯的体积密度。
3.干燥。
将成型好的生坯充分干燥。
4.烧结。
将干燥后的生坯置于电炉内，在1600℃的条件下保温3小时。
5.检测。
测量烧后试样的尺寸，计算其体积密度。
计算烧结前后线变化率。
1.实验目的2.实验仪器3.实验数据记录及数据处理起始物料的配比；结合剂的加入量；烧结前后试样的体积密度及质量变化；烧结前后的线变化率。
4.思考题：1）助烧剂的作用机理是什么？2）常用体积密度的测试方法有哪几种？实验二 氧化铝陶瓷材料力学性能的检测为了有效而合理的利用材料，必须对材料的性能充分的了解。
材料的性能包括物理性能、化学性能、机械性能和工艺性能等方面。
物理性能包括密度、熔点、导热性、导电性、光学性能、磁性等。
化学性能包括耐氧化性、耐磨蚀性、化学稳定性等。
工艺性能指材料的加工性能，如成型性能、烧结性能、焊接性能、切削性能等。
机械性能亦称为力学性能，主要包括强度、弹性模量、塑性、韧性和硬度等。
而陶瓷材料通常来说在弹性变形后立即发生脆性断裂，不出现塑性变形或很难发生塑性变形，因此对陶瓷材料而言，人们对其力学性能的分析主要集中在弯曲强度、断裂韧性和硬度上，本文在此基础上对其力学性能检测方法做了简单介绍。
1.弯曲强度弯曲实验一般分三点弯曲和四点弯曲两种，如图1-1所示。
四点弯曲的试样中部受到的是纯弯曲，弯曲应力计算公式就是在这种条件下建立起来的，因此四点弯曲得到的结果比较精确。
而三点弯曲时梁各个部位受到的横力弯曲，所以计算的结果是近似的。
但是这种近似满足大多数工程要求，并且三点弯曲的夹具简单，测试方便，因而也得到广泛应用。
图1-1 三点弯曲和四点弯曲示意图由材料力学得到，在纯弯曲且弹性变形范围内，如果指定截面的弯矩为M ，该截面对中性轴的惯性矩为I z ，那么距中性轴距离为y 点的应力大小为：zI My =σ 在图1-1的四点弯曲中，最大应力出现在两加载点之间的截面上离中性轴最远的点，其大小为：=∙⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=z I y a P max max 21σ⎪⎩⎪⎨⎧圆形截面 16矩形截面 332DPa bh Pa π 其中P 为载荷的大小，a 为两个加载点中的任何一个距支点的距离，b 和h 分别为矩形截面试样的宽度和高度，而D 为圆形截面试样的直径。
因此当材料断裂时所施加载荷所对应的应力就材料的抗弯强度。
而对于三点弯曲，最大应力出现在梁的中间，也就是与加载点重合的截面上离中性轴最远的点，其大小为：=∙⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=z I y a P l max max 4σ⎪⎩⎪⎨⎧圆形截面 8矩形截面 2332DPl bh Pl π 式中l 为两个支点之间的距离（也称为试样的跨度）。
上述的应力计算公式仅适用于线弹性变形阶段。
脆性材料一般塑性变形非常小，同弹性变形比较可以忽略不计，因此在断裂前都遵循上述公式。
断裂载荷所对应的应力即为试样的弯曲强度。
需要注意的是，一般我们要求试样的长度和直径比约为10，并且在支点的外伸部分留足够的长度，否则可能影响测试精度。
另外，弯曲试样下表面的光洁度对结果可能也会产生显著的影响。
粗糙表面可能成为应力集中源而产生早期断裂。
所以一般要求表面要进行磨抛处理。
当采用矩形试样时，也必须注意试样的放置方向，避免使计算中b 、h 换位得到错误的结果。
2.断裂韧性应力集中是导致材料脆性断裂的主要原因之一，而反映材料抵抗应力集中而发生断裂的指标是断裂韧性，用应力强度因子（K ）表示。
尖端呈张开型（I 型）的裂纹最危险，其应力强度因子用K I 表示，恰好使材料产生脆性断裂的K I 称为临界应力强度因子，用K IC 表示。
金属材料的K IC 一般用带边裂纹的三点弯曲实验测定，但在陶瓷材料中由于试样中预制裂纹比较困难，因此人们通常用维氏硬度法来测量陶瓷材料的断裂韧性。
陶瓷等脆性材料在断裂前几乎不产生塑性变形，因此当外界的压力达到断裂应力时，就会产生裂纹。
以维氏硬度压头压入这些材料时，在足够大的外力下，压痕的对角线的方向上就会产生裂纹，如图2-1所示。
裂纹的扩展长度与材料的断裂韧性K IC 存在一定的关系，因此可以通过测量裂纹的长度来测定K IC 。
其突出的优点在于快速、简单、可使用非常小的试样。
如果以P C 作为可使压痕产生雷文的临界负荷，那么图中显示了不同负荷下的裂纹情况。
由于硬度法突出的优点，人们对它进行了大量的理论和实验研究。
推导出了各种半经验的理论公式。
其中Blendell 结合理论分析和实验数据拟合，给出下列方程：⎪⎭⎫ ⎝⎛∙=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛c a E H Ha K IC 4.8lg 055.05221φφ 图2-1 P ＜P C （左）和P ＞P C （右）时压痕K IC 是I 型应力强度因子，也就是断裂韧性；φ为一常数，约等于3；HV是维氏硬度；a 为压痕对角线长度的一半；c 为表面裂纹长度的一半，见图2-1。
经过大量的研究表明，该公式至少在下列范围内是使用的：硬度（HV ）=1~30GPa ，断裂韧性（K IC ）=0.9~16MPa ²m 1/2及泊松比（μ）=0.2~0.3。
一系列的实验发现，这一公式和实验数据具有非常好的吻合。
当使用这一方程时，一般所加的负荷要足够大，使c/a 大于3左右。
但是在某些时候，这意味着要加很高的负荷，在一般的显微硬度计上无法实现，并且使压头极易损坏，增加测试费用。
后来Niihara 等发现，当所加负荷较小时，上述的公式经过修正后仍旧适用。
在脆性材料中，压痕下材料的断裂方式根据所加负荷的不同呈现两种形式，如图2-2所示。
当负荷小时，所出现的裂纹称Palmqvist 裂纹（左图），而在负荷较高时，出现的裂纹称为Median 裂纹（右图）。
图2-2 Palmqvist 裂纹（左）和Median 裂纹（右）阴影部分为裂纹扩展区理论分析和实验结果拟合表明，对于Palmqvist 裂纹（0.25≤L/a≤25或1.25≤c/a≤3.5），用下列公式计算断裂韧性：215221035.0-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛a L E H Ha K IC φφ 而对于Median 裂纹（c/a≥2.5），用下列公式计算：235221129.0-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛a c E H Ha K IC φφ 也就是说只要能确定裂纹的形式，就可以用这些公式计算断裂韧性，并且曲线同实验数据吻合非常好。
因而可以使用小负荷测断裂韧性，避免高负荷所带来的一系列技术上的困难。
目前当确定裂纹的扩展方式困难或麻烦时，依旧倾向于使用高的负荷，使裂纹呈Median 扩展形式。
3.硬度陶瓷材料中，通常采用的是维氏硬度与莫氏硬度。
维氏硬度的测量是将一个相对夹角为136°的正四棱锥金刚石压头在一定的负荷下压入试样表面，经过一定时间的保持后卸载，测定压痕两对面线的长度并取其平均值（d ）计算压痕的实际面积，负荷和所测面积的比值就是维氏硬度，用HV 表示。
经几何换算后得到：）为表示，用mm d N ( 1891.02P d P HV ∙= 压痕的对角线长度一般通过显微镜测量，工作面要和底面平行，粗糙度分别在R a 0.1和R a 0.8以下，而实验力根据试样的厚度和硬度一般在9.8~980N 。
一般要求试样的最小厚度至少为压痕对角线长度的1.5倍，否则结果会有误差。
为了保证所测数值的准确性，要求两对角线长度相差较小，加压保持时间在10~30s 之间。
另外，在陶瓷材料中经常使用到的硬度还有莫氏硬度。
莫氏硬度是应用划痕法将棱锥形金刚钻针刻划所试试样的表面而发生划痕，其硬度值并非绝对硬度值，而是按硬度的顺序表示的值。
莫氏硬度现在一般认定有15级，其中1级滑石最软，15级金刚石最硬，各级代表材料如表3-1所示：表3-1 莫氏硬度表分级代表材料 分级 代表材料 分级 代表材料 1滑石 2 石膏 3 方解石 4萤石 5 磷灰石 6 正长石 7石英玻璃 8 石英 9 黄玉 10石榴石 11 熔融氧化铝 12 刚玉 13碳化硅 14 碳化硼 15 金刚石实验1 材料机械强度的测定一、 实验目的陶瓷是一种脆性材料，在检选、加工、搬运和使用的过程中容易破损。
因此，测定陶瓷的机械强度对陶瓷材料的科学研究、生产质量控制及使用都有重要的意义。
测定陶瓷强度的负荷形式，一般用弯曲、拉伸或者压缩。
本实验的目的：1、了解影响陶瓷材料机械强度的各种因素。
2、掌握陶瓷材料强度的测试原理与测试方法。
二、实验原理陶瓷材料中含有结晶颗粒、玻璃相及气孔，这使陶瓷结构中存在许多缺陷。
特别是组成陶瓷材料的主要晶体和玻璃相多是脆性的，因此，陶瓷在室温下呈现脆性，在外力的作用下会突然断裂。
在测定陶瓷强度的方法中，最容易进行分析的是两种方法，即将试样的张力负荷或压力负荷不断增加至试样断裂。
将断裂时的负荷除以试样的横截面积就可得出抗张强度或抗压强度。
但是，在做张力试验时，试样的两端不易夹紧，所以常常用抗弯（抗折）强度测定来代替。
抗弯（抗折）强度是陶瓷制品和陶瓷材料或陶瓷原料的重要力学之一，通过这一性能的测定，可以直观地了解制品的强度，为发展新品种，调整配方，改进工艺，提高产品质量提供依据。
陶瓷抗压强度的测定一般采用轴心受压的形式。
陶瓷材料的破裂往往从表面开始，因此试样大小和形状对测量结果又较大的影响。
试样的尺寸增大，存在缺陷的概率也增大，测得的抗压强度值偏低。
因此，试样的尺寸应当小一点，以降低缺陷的概率。
三、实验仪器与材料1、实验仪器：万能材料试验机、切片机、研磨抛光机、游标卡尺等。