2.1.2透明氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷
前言
作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中 含量非常丰富, 在岩石中平均含量为15 .34 %, 是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物
据研究报道，Al2O3 有12 种同质多晶变体 应用较多的主要有3 种， 即α- Al2O3、β-
按原料分类
一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类 一类是工业氧化铝 另一类是电熔刚玉。
按原料分类
工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土 矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝 石、一水软铝石等氧化铝的水化物组成)和高岭 土为原料, 通过化学法(主要是碱法, 多采用拜尔 法—碱石灰法)处理, 除去硅、铁、钛等杂质制 备出氢氧化铝, 再经煅烧而制得, 其矿物成分绝 大部分是γ-Al2O3 。工业氧化铝是白色松散的 结晶粉末, 颗粒是由许多粒径<0 .1 μm 的γAl2O3 晶体组成的多孔球形聚集体, 其孔隙率 约为30 %, 平均粒径为40--70 μm。
Al2O3 和γ-Al2O3，这3 种晶体的结构不同， 故它们的性质具有很大的差异
常用氧化铝晶型
α-Al2O3（刚玉） 是氧化铝各种型态中最稳定的晶型, 也是自然
界中惟一存在的氧化铝的晶型。 是三方晶系， 单位晶包是一个尖的菱面体，密
度为3.96--4.01g/cm3 ，其结构最紧密、化学 活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机 械性能也最佳，在一定条件下可以由其它的两 种晶体转换而来。
应用中的主要产品
主要有以下系列产品: ①耐磨耐腐蚀氧化铝球、衬; ②氧化铝耐磨陶瓷罐; ③化工行业用氧化铝填料球; ④耐磨氧化铝衬板、衬片; ⑤耐磨耐腐蚀氧化铝球阀; ⑥油田用氧化铝缸套; ⑦油田用氧化铝陶瓷旋流器; ⑧各种氧化铝陶瓷材料制品常低,通常 只有3MPa. m1 /2,脆性限制其优良性能的发挥 和更广泛的应用,因此增韧研究成了氧化铝结构 陶瓷材料研究的核心课题。
氧化铝陶瓷概述
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一、瓷料高温下的挥发 ❖ Al2O3瓷烧成温度较高，99瓷烧成
温度1800℃，95瓷也都在1650℃～ 1700℃，因此配料组分挥发性的高 低直接关系到陶瓷材料的生产和利 用。
12
(1)主成分Al2O3高温下挥发性较弱。 (2) 在 99 瓷 中 用 作 抑 制 晶 粒 生 长 ，
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❖ 在电场作用下，Na离子在“尖晶石 基块’’之间的(空旷地带)沿电场方向 自由移动，表现了－Al2O3极显著的离 子电导特性。正因为如此，－Al2O3呈 现出明显的电导损耗和离子松弛损耗。 这样，Al2O3瓷中－Al2O3的存在就导致 了介质损耗角正切值tg的显著提高。
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❖改善措施：
（1）加入粘土（主要成分SiO2）， 生成玻璃相让Na2O进入玻璃相。
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通常是用碱式法生产
的，其中含有少量Na2O杂质。 Na2O 杂 质 的 存 在 ， 与 Al2O3 形 成
－Al2O3化合物，使瓷体的电性能明 显恶化，电阻率降低，tg↑，Na2O 对装置瓷非常有害。
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❖ Na2O加入以后，生成－Al2O3， － Al2O3是一种多铝酸盐，其结构为 Na2O·11Al2O3，是由少数Al—O—Al键把 “尖晶石基块”连接起来的层状结构， －Al2O3中的Na离子就处于“尖晶石基 块”之间由少数 A1—O—A1键支撑起 来的空旷的空间内。
2
氧化铝陶瓷基片
电子陶瓷
3
2.1 Al2O3瓷的类型和性能 根据Al2O3含量来确定瓷的牌号。
Al2O3含量在99％左右——“99瓷”， 含量在95％和90％左右的依次称为 “95瓷”和“90瓷”等等。
氧化铝陶瓷 氧化锆陶瓷 氮化硅陶瓷
氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氮化硅陶瓷是现代工业中应用较为广泛的特种陶瓷材料，它们具有优异的性能，被广泛用于高温、高压、耐磨、绝缘、耐腐蚀等领域。
下面将对这三种陶瓷材料进行介绍和比较。
一、氧化铝陶瓷1.1 氧化铝陶瓷概述氧化铝陶瓷是由氧化铝粉末制成，在高温下烧结而成的一种陶瓷材料。
它具有高硬度、耐磨、高温稳定性、化学稳定性等优点，被广泛用于制造工具、轴承、夹具、瓷砖等领域。
1.2 氧化铝陶瓷的特性氧化铝陶瓷具有以下特性：（1）高硬度：氧化铝陶瓷的硬度接近于金刚石，具有优异的耐磨性。
（2）高温稳定性：氧化铝陶瓷在高温下仍能保持稳定的物理和化学特性。
（3）化学稳定性：氧化铝陶瓷具有良好的耐腐蚀性，不易受化学腐蚀。
（4）绝缘性能：氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性能，被广泛用于电子元件等领域。
1.3 氧化铝陶瓷的应用氧化铝陶瓷被广泛用于制造高速切削工具、陶瓷轴承、导热陶瓷、电子元件等领域。
因其优异的性能，在航空航天、制造业、电子领域有着重要的应用价值。
二、氧化锆陶瓷2.1 氧化锆陶瓷概述氧化锆陶瓷是以氧化锆粉末为主要原料，经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等特点，被广泛用于医疗器械、航空航天及其他领域。
2.2 氧化锆陶瓷的特性氧化锆陶瓷具有以下特性：（1）高强度：氧化锆陶瓷的抗弯强度和抗压强度较高。
（2）高韧性：氧化锆陶瓷在高强度的同时具有较高的韧性，不易发生断裂。
（3）耐磨性：氧化锆陶瓷表面光滑，耐磨性能优秀。
（4）耐腐蚀性：氧化锆陶瓷具有良好的耐腐蚀性，不易受化学物质的侵蚀。
2.3 氧化锆陶瓷的应用氧化锆陶瓷被广泛用于医疗器械、航空航天、化工设备等领域。
其在人工关节、瓷牙、高温热电偶等方面有着重要的应用。
三、氮化硅陶瓷3.1 氮化硅陶瓷概述氮化硅陶瓷是以氮化硅粉末为主要原料，经过成型、烧结等工艺制成的一种高性能陶瓷材料。
它具有高硬度、高强度、高热导率等特点，被广泛用于机械制造、光学工业等领域。
氧化铝陶瓷概述
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（1）CaO－Al2O3－SiO2系瓷料 例3.计算该系统瓷料在相应的
无变量点温度下所能形成的最高液 相量。P142
1#配方的化学组成和S/C ：
组分 CaO 组分% 1.8
Al2O3 SiO2 96 2.2
S/C 1.2
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❖
从S／C＝1.2小于2.16，瓷料组成点处
两者结构的主要不同仅在于Na－Al2O3中 “尖晶石基块”之间的Na+，被数量大致少一 半的Ca2+取代。但是CaO引入Al2O3瓷料并不使 烧结瓷体的介电性能恶化，少量CaO的引入反
而使瓷体的tg值有所降低(参阅表4—7数据)。
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❖ Ca－Al2O3和Na－Al2O3对Al2O3瓷 体介电性能的影响截然不同，是由于 Ca2+是二价离子，价键较强，处于“尖 晶石基块”之间的Ca2+把“尖晶石基块” 拉紧，使Ca2+比较牢固地压在“尖晶石 基块”之间， Ca2+失去了可动性，至少 在低温时是如此。
（2）加入粘土生成钠长石。
（3）煅烧。对高铝瓷采用此方式， 可使－Al2O3－Al2O3，在煅烧时加 入 一 定 量 的 硼 酸 与 Na2O 反 应 生 成 硼 酸 钠，是易挥发物质，在煅烧中挥发除 去。
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表4-6列出了Al2O3在Na、Si杂质共存 时，杂质含量对烧结瓷体介质损耗的影 响。
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(4)Al2O3 陶 瓷 的 熔 剂 类 加 入 物 MgO ， CaO ， BaO ， Si02 ， 除 CaO 的 高 温 挥 发 性 较弱，其他几个氧化物的挥发性都较强。 但挥发性较强的氧化物结合成复合氧化 物（3Al2O3 ·2Si02）时，挥发速度和挥 发性有不同程度的降低。
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。
功能材料透明陶瓷2
长方向移动, 即所谓的红移趋
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1. 光学透明性的影响因素
随着温度上升, 折 射率增大, 透过率 逐渐减少, 所以折 射率随温度的变 化而影响到透过 率。
温度、透过率与折射率之间的关系
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1. 光学透明性的影响因素
对于透明材料的红外截 止波段, 随着温度的升 高而使原子能量增大, 原子的振动频率增大, 因而共振吸收截止频率 增大, 因此红外截止波 长缩短, 具有蓝移的趋 势。
折射率不连续界面的散射系数(图c所示)。
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1. 光学透明性的影响因素
1.4 显微结构的影响 1.4.1 气孔率 对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率,可更细分 为气孔尺寸、数量、种类。普通陶瓷即使具有高的密度, 往往也不是透明的, 这是因为其中有很多闭口气孔, 陶瓷体 中闭口气孔率从0.25%变为0.85%时, 透过率降低33%。 根据平均气孔的大小, 产生的影响也不同: 在气孔直径小于光波波长λ/3时, 会产生Rayleigh 散射; 当 气孔直径与光波波长λ相接近时, 会产生Mie散射; 当气孔直径大于光波波长λ时, 会产生反散射折射。
对于透明陶瓷材料, 可理解 为通过晶界把晶体颗粒方向 无序结合在一起的多晶体, 因此透明陶瓷的透过率可按 照单晶体进行参照分析。对 于有些材料如半导体材料, 如果环境温度升
高到足够的程度, 在导带中的热激发电子能够吸收较少的能量,
从而在带内进入更高的能态, 使得电子在足够的温度下能够有
更多的机率进入导带, 这就使得紫外截至波段随着温度向长波
在本征吸收带, 非金属材料对于 光子的吸收有如下3种机理: 电子 极化; 电子受激发吸收光子而跃 迁禁带; 电子跃迁进入位于禁带 中的杂质或缺陷能而吸收光子。
高一化学无机非金属材料
第三节 无机非金属材料
学习内容
一、 材料的分类
传统无机非金属材料 无机非金属材料 材料
—— 硅酸盐材料
新型无机非金属材料
—— 半导体材料、超硬 耐高温材料 、 发光材料等
金属材料 —— 金属、合金
高分子材料 —— 塑料、合成橡胶、合成纤维
二、 硅酸盐材料
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产 品的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、 陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。
4.2.1 光导纤维
光导纤维主要特性和主要用途 ①抗干扰性能好，不发生辐射； 主要特性
②通讯质量好； ③质量轻、耐腐蚀
用于通讯外，还用于医疗、信息 处理、遥测遥控等
主要用途
4.3.1 新材料发展趋势
高分子材料 特种陶瓷 功能材料
稀土材料
新材料
原子分子设计材料 极限材料 金属新材料 复合材料
能源材料
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识几各 他就是把绝密文件放在任何壹位姐姐の眼跟前都没什么丝毫关系 可是她就别壹样咯！她别但全都认得那些字 更是有壹各远在西北与二十三小格“狼狈为奸”、“吃里扒外” の二哥！万壹哪天他胡搅蛮缠 壹口咬定他们兄妹两人私自串通情报 她可是跳进黄河也洗别清咯 所以壹听说他要办公 水清立即就躲进咯里间屋 更是在月影和竹墨将那些衣裳们搬进 来后 第壹时间就关上咯房门 第壹卷 第889章 现实关上里间屋门之后她又觉得有些别妥 他在外面办公 她自己因为避嫌而躲进咯里间屋 可是他の身边总得有各端茶递水、研墨铺纸 の人伺候才行啊 总别能由秦顺儿进来干那些差事吧 仔细想咯想 她决定将竹墨派去外间屋伺候 毕竟竹墨大字别识壹各 别会偷看咯他の那些绝密文件 而且竹墨才进府没几年 与她の 关系又别像月影那么亲近 能够有效地避免主仆串通の嫌疑 幸亏水清误打误撞地派咯竹墨过去伺候 否则今天晚上月影可是定要遭咯秧 在他の眼跟前儿办差 想寻啥啊样小题大做の借 口能够寻别到？竹墨依言去咯外屋 里屋就只剩下咯月影帮助她整理那些像小山似の衣裳们 望着月影手脚别停地忙碌 将那些衣裳分门别类地放进别同の柜子里 水清却是越看越是眉 头别由自主地紧皱起来 别管王爷是如何考虑の 在水清の眼中看来 他别但开始在怡然居办公 还将那些衣裳都搬咯过来 那别是明摆着打算长期驻扎在怡然居吗？可是先别要说十几二 十年前の规矩是各啥啊样子 就她自己在府里呆の那九年の情景来看 真是闻所未闻 别但壹连四天歇在同壹各院子 现在更是变本加厉到长期驻扎 任哪各诸人の心中别会有想法？可是 他是爷 说壹别二の爷 他想怎么样就怎么样 就是排字琦那各嫡福晋也是别敢多言壹各字 她壹各侧室又能有啥啊办法去阻止他？水清并别是担心自己成为众位姐姐们の眼中钉 而是别 希望所以而造成后院失和 家和万事兴 假设家庭失和 他还能踏踏实实地在外面办好差事吗？可是他现在の所作所为 别正是掀起轩然大波の前奏吗？那些天来 由于紧张而忙碌の生活 令水清疲于应付、自顾别暇 所以根本没什么时间东想西想 但是像她那样聪慧之人 早早就意识到咯那各严重问题 只是在内心深处 她在刻意地回避罢咯 现在因为他兴师动众地将家 当全都搬咯过来 摆明咯长期驻扎の企图 令她别得别考虑那各她别想面对却又客观存在の现实问题 今天已经是第四天咯 别管出于啥啊原因 他天天都在怡然居陪伴着她 令初尝爱情 の水清既甜蜜又感动 可是以后呢？他还有六各诸人 他别是她壹各人の夫君 那些姐姐们别是摆设 别是毫别相干の人 而是他の妻妾 是与他同甘共苦多年の夫妻 他当然有责任将她们 全都照顾好 而那各照顾 既包括生活上の关心 更包括感情上の慰籍 以前他与她们如何相处都是与她毫别无关の事情 他爱跟谁双栖就双栖 爱跟谁双飞就跟谁双飞 她乐得闲看他按下 葫芦浮起瓢の笑话 可是现在却别同咯 即使还没什么遇到 但是她自己都能够想象得到 别要说他与谁双宿双飞咯 就是他与哪各姐姐语言亲密壹些 态度暧昧壹些 对她而言都是极大の 刺激 第壹卷 第890章 矛盾此时の水清陷入咯痛苦の矛盾之中 从小到大 无论是爹娘还是师傅 别都是壹直在教导她要恪守妇道吗？包括她刚嫁进王府の时候被罚抄咯百八十遍の 《女诫》 别都是在告诫她 诸人善妒就是触犯天条 是可以被夫君立即休回娘家の理由之壹 为啥啊她听得明白那些教诲 却是无法强迫自己按照那些教诲去行事呢？而她别是也已经说 服自己 放弃咯“壹生壹代壹双人”の人生理想吗？别是在决定与他真心真意共度此生の时候就认清咯现实 绝决地放弃咯那些别切实际の幻想吗？可是当他们真正开始携手同行之后 为啥啊她又要纠缠起那各问题？矛盾 矛盾 水清深受矛盾の痛苦折磨 她想要当壹各恪守妇道の好诸人 就像他所殷切期望の那样 就像福晋姐姐所
氧化铝陶瓷
Al2O3 陶瓷在真空电子器件中的应用,还有一些其他特点 ,例如: (1) 温度在1500～1600 ℃, 真空度在10 - 7 ～10 - 8 Pa 时,Al2O3 陶瓷蒸气 压低,放气量少。 (2) 在800～1000 ℃温度范围内,对空气、氦、氩、氧、氮等透气率很低。 (3) 在超高频(109～1011 Hz) 和500～700 ℃温度范围内,其介质损耗极小。 (4) 在直流高压和宽脉冲交流电压下,对各种介质(包括真空、空气和液体 电介质) 有较高的介电强度。 (5) 易于金属化并形成牢固致密的陶瓷-金属接合。 (6) 有良好的抗辐射性能。
络合物一凝胶法
近年来也有较多采用络合物一凝胶法,即用铝的无机盐和有机络合剂制备 出金属络合物溶胶,再陈化得凝胶,碾碎、煅烧得稳定氧化铝细粉。利用这 种方法分别得到14nm 和10nm 的球形氧化铝粒子,并且无明显团聚现象。 在Al (NO3) 3 溶液中加入丙烯酰胺单体、N ,N′- 亚甲基丙烯酰胺网络剂, 在80 ℃聚合获得凝胶,经过干燥、煅烧得10nm的α- Al2O3 粉体。该方法 是在室温附近的湿化学反应,其优点是能用分子水平设计来控制材料的均 匀性及粒度,得到高纯超细材料,缺点是原料价格高,有机溶剂有毒性,以及 在高于1200 ℃处理粒子会快速凝聚。通过调节工艺条件, 可制备出粒径 小、分布窄的纳米级Al2O3 ,并会因条件不同得到不同产物AlO(OH)非晶 体及晶体粉末或透明的溶胶。在制备工艺中,加入羟丙基纤维素等具有不 同亲水疏水能力的分散剂能有效地破坏羟桥网络结合,可使凝胶粒子表面 改性,达到乳化溶液和分散胶粒的目的,从而避免凝胶粒子团聚。
氧化铝的应用
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 到越来越广泛的应用。
氧化铝陶瓷的应用
氧化铝陶瓷的应用作者：张小锋,于国强,姜林文来源：《佛山陶瓷》2010年第02期摘要: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。
本文介绍了氧化铝陶瓷在各个研究领域的应用及其制备工艺,以氧化铝陶瓷性能为基础,综述了它在所应用领域的发展状况。
关键词:氧化铝;刀具;透明陶瓷;纤维1 Al2O3陶瓷性能简介氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最宽、产量最大的陶瓷材料。
据研究报道,Al2O3有12种同质多晶变体[1],但应用较多的主要有3种,即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3,这3种晶体的结构不同,故它们的性质具有很大的差异[2]。
(1) α-Al2O3α-Al2O3是三方晶系,单位晶包是一个尖的菱面体,密度为3.96～4.01g/cm3 ,其结构最紧密、化学活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机械性能也最佳,在一定条件下可以由其它的两种晶体转换而来。
(2) β-Al2O3β-Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物,密度为3.30～3.63g/cm3,它的化学组成中含有一定量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物,并且还可以呈现离子型导电。
(3) γ-Al2O3γ-Al2O3是尖晶石型立方结构,密度为3.42～3.47g/cm3。
它的氧原子呈立方紧密堆积,铝原子填充在间隙中,这就决定了它在高温下不稳定、力学和电学性能差的缺陷,在科学应用中很少单独制成材料使用。
但它有较高的比表面积和较强的化学活性,经过技术改进可以作为吸附材料使用。
在制备Al2O3原料方面,如果对于纯度要求不高的Al2O3,一般是通过化学方法来制备。
以铝土矿为原料,通过烧结、溶出、脱硅、分解、煅烧等步骤,把铝土矿中的Al2O3成分溶解于氢氧化钠(NaOH)溶液中,将得到的偏铝酸钠(NaAlO2)溶液,冷却至过饱和态,加水分解就会析出氢氧化铝(Al(OH)3)沉淀,再将它煅烧即可得到Al2O3。
透明陶瓷
1962年美国GE公司的R.L.Coble首次报导成功地制备了透明Al2O3陶 瓷（商品名称为Lucalox）。
透明陶瓷
透明性原理和关键工艺因素
1
氧化铝透明陶瓷
2
氧化镁透明陶瓷
3
氧化钇透明陶瓷
4
镁铝尖晶石透明陶瓷
5
YAG透明激光陶瓷
6
氮化铝透明陶瓷
7
赛隆和阿隆透明陶瓷
先进陶瓷材料
透明性原理和关键工艺因素
添加剂包括LiF、Nd2O5、Yb2O3、ThO2、Er2O3、La2O3等。LiF、 Er2O3、La2O3、ThO2均是制备高透光性Y2O3透明陶瓷的有效添加剂， 而且Nd-Y2O3、Yb-Y2O3可望作为激光材料，
先进陶瓷材料
1500℃（a）与1625℃（b）HIP烧结后的试样照片 先进陶瓷材料
透明氧化铝陶瓷
先进陶瓷材料
制备透明氧化铝陶瓷的工艺要点
α-Al2O3粉末的细度一般控制在0.3μm以下，并且分散性 好、无团聚、特别是不能有硬团聚，纯度需在99.9%以上。 这类α-Al2O3粉目前大多采用硫酸铝铵或碳酸铝铵热解法 制得。
为了使Al2O3陶瓷体烧结成没有气孔的完全致密体，必须 在Al2O3粉中加入微量的烧结助剂，通常加入MgO、还可采 用Y2O3、La2O3、ZrO2、ThO2等，宜可将这些氧化物与MgO 混合使用。
制备透明陶瓷的关键工艺因素
陶瓷粉体：粒径、纯度、分散性和烧结活性。 烧结助剂：固溶于主晶相；促进致密化，减少气
孔，抑制晶粒长大等。 特种烧结技术：氢气，真空热压，气氛热压，热
等静压等。
先进陶瓷材料
1
透光率的表征与测试
透光率是指在一定波长范围内的光通过该材料后的光强度占原始 光强度的百分率，即 I / I0（%）。
氧化铝陶瓷
五、氧化铝陶瓷的烧结 氧化铝制品在烧结过程中不出现液相，是通过固 相间反应来烧结。同传统陶瓷相比较烧结过程要简单 些。 1）烧结前阶段。随温度升高，坯体收缩，致密度 和强度变化都不大，微观组织上晶粒尺寸没有变化， 由于水分和粘结剂被排除，颗粒间仅有点接触，坯体 中孔隙很大。为防止开裂和变形，必须严格控制升温 速度，缓慢排物。 2）烧结初期阶段。温度有较小幅度变化，体积收 缩，致密度等会发生很大变化。尽管微观组织上晶粒 尺寸仍无显著变化，但颗粒不在是点接触，孔隙率大 大减小。这一阶段坯体发生因烧结而出现的体积收缩， 较易引起坯体开裂和变形。
3）烧结后期阶段。随温度的上升，坯体进一步收 缩，致密性和强度的变换达到最大后又缓慢变化， 最后达到几乎不变的程度。微观组织上晶粒尺寸 明显变大，孔隙率变得很小，而且互不连通，形 成孤立气孔，部分气孔残留在晶粒内。
六、氧化铝陶瓷的应用 1）机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬 片，氧化铝陶瓷钉，陶瓷密封件（球阀），黑色氧 化铝陶瓷切削刀具，红色氧化铝陶瓷柱塞（柱塞泵） 等。 2）电子、电力方面。有各种氧化铝陶瓷底板、 基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及各种 氧化铝陶瓷电绝缘瓷片，电子材料，磁性材料等。 3）化工方面。有氧化铝陶瓷化工填料球，氧化 铝陶瓷滤膜，氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。 4）医学方面。有氧化铝陶瓷人工骨、人工牙齿、 人工关节等
三、氧化铝陶瓷的分类 氧化铝陶瓷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，其烧结温度高达1650—1990℃，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。
什么是氧化铝陶瓷基板 氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类
什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板都有哪一些种类氧化铝陶瓷基板在很多行业发挥重要的作用，近几年的增长非常快，无论是高校、研发机构、还是产品终端企业都开启了陶瓷基板pcb的研发和生产。
氧化铝陶瓷基板是陶瓷基板的一种，导热性好、绝缘性、耐压性都很不错，因为受欢迎。
今天小编来分享一下：什么是氧化铝陶瓷基板以及氧化铝陶瓷基板都有哪些种类。
一，什么是氧化铝陶瓷基板氧化铝陶瓷基板核心成分是三氧化二铝陶瓷为主体的陶瓷材料，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。
氧化铝陶瓷基板是一种用途广泛的陶瓷基板，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行业领域的需要。
氧化铝陶瓷分为普通型、纯高型两种：普通型氧化铝陶瓷基板系按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高纯型氧化铝陶瓷基板系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。
氧化铝陶瓷基板导热率氧化铝陶瓷基板的导热率很高，一般在30W~50W 不等，板材厚度越薄，导热更好，板厚越厚则导热相对稍低。
但是整理的导热效果是普通PCB板的100倍甚至更多。
氧化铝陶瓷基板膨胀系数氧化铝陶瓷基板因为是陶瓷基材质，所属无机材料，硬度较大。
耐压，膨胀系数低，一般不易变形。
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二，氧化铝陶瓷基板的种类主要分为以下几类：1，薄膜氧化铝陶瓷基板一般采用是DPC薄膜工艺制作的三氧化二铝陶瓷基板，主要精密度较高，可以加工精密线路。
氧化铝陶瓷热冲击-概述说明以及解释
氧化铝陶瓷热冲击-概述说明以及解释1.引言1.1 概述氧化铝陶瓷是一种具有优异性能的陶瓷材料，其在高温环境下具有良好的稳定性和强度。
热冲击是指材料在快速变化的温度条件下所受到的应力影响，是评价材料抗热震性能的重要指标之一。
本文将探讨氧化铝陶瓷在热冲击条件下的表现，以及其在工业应用中的潜在价值。
通过对氧化铝陶瓷的特性和热冲击相关知识的深入探讨，希望能为相关领域的研究和应用提供一定的参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分主要包括以下内容：1. 引言：介绍文章的主题和背景，概述氧化铝陶瓷热冲击的重要性和研究现状。
2. 正文：2.1 氧化铝陶瓷的特性：详细介绍氧化铝陶瓷的物理性质、化学性质和应用领域。
2.2 热冲击的定义与影响：解释热冲击的概念，探讨热冲击对材料性能的影响及其机理。
2.3 氧化铝陶瓷在热冲击中的表现：分析氧化铝陶瓷在热冲击条件下的表现，包括抗热冲击性能和破损机制。
3. 结论：3.1 总结：总结氧化铝陶瓷在热冲击中的表现和研究成果。
3.2 氧化铝陶瓷热冲击的应用前景：探讨氧化铝陶瓷在高温环境下的应用前景和潜在价值。
3.3 展望：展望未来氧化铝陶瓷热冲击研究的发展方向和挑战。
1.3 目的2.正文2.1 氧化铝陶瓷的特性:氧化铝陶瓷是一种非常重要的工程陶瓷材料，具有许多优异的特性，使其在各种工业领域中得到广泛应用。
以下是氧化铝陶瓷的主要特性：1. 耐高温性：氧化铝陶瓷具有优秀的耐高温性能，可以在高温环境下稳定使用，不易熔化或软化。
2. 耐磨性：氧化铝陶瓷硬度高，抗磨性强，可以在恶劣的摩擦条件下保持表面平整度和精度。
3. 耐腐蚀性：氧化铝陶瓷具有良好的化学稳定性，对酸、碱、盐等化学物质具有很高的耐腐蚀性。
4. 绝缘性：氧化铝陶瓷是优秀的绝缘材料，可以在高压、高温、高频等条件下保持稳定的绝缘性能。
5. 高强度：氧化铝陶瓷具有高强度和硬度，可以承受较大的机械应力而不易破裂或变形。
综上所述，氧化铝陶瓷具有优秀的高温稳定性、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性和高强度等特性，使其成为许多领域中不可或缺的重要材料。
透明陶瓷
透明陶瓷的研究现状与发展展望前言透明陶瓷以其优异的综合性能已成为一种新型的、备受瞩目的功能材料。
一般陶瓷是不透明的，但是光学陶瓷像玻璃一样透明，故称透明陶瓷。
一般陶瓷透明的原因是其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射，所以就不透明了。
因此如果选用高纯原料，并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。
早期就是采用这样的办法得到透明的氧化铝陶瓷，后来陆续研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇-二氧化锆等多种氧化物系列透明陶瓷。
近期又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。
1.透明陶瓷材料分类透明陶瓷材料主要分为氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷两类。
1.1氧化物透明陶瓷氧化物透明陶瓷是研究得最早的一类透明陶瓷也是研究较多的一类。
因为非氧化物透明陶瓷的制备比氧化物透明陶瓷的制备要困难一些，这是由于非氧化物具有比较低的烧结活性以及非氧化物中杂质含量高，尤其是氧含量高。
1.1.1氧化铝透明陶瓷氧化铝透明陶瓷是最早投入生产的透明陶瓷材料。
这种透明陶瓷不仅能有效透过可见光和红外线，而且具有较高的热导率、较大的高温强度、良好的热稳定性和耐腐蚀性。
主要应用于高压钠灯灯管、高温红外探测窗、高频绝缘材料及集成电路基片材料等。
1.1.2氧化钇透明陶瓷由于氧化钇是立方晶系晶体，具有光学各向同性的性质，使得其具有优越的透光性能。
氧化钇透明陶瓷在宽广的频率范围内，特别是在红外区中，具有很高的透光率。
由于高的耐火度，可用作高温炉的观察窗以及作高温条件应用的透镜。
此外，氧化钇透明陶瓷还可用于微波基板、红外发生器管、天线罩等。
1.1.3透明铁电陶瓷PLZT电光陶瓷是一种典型的透明铁电陶瓷，是掺镧的锆钛酸铅。
这种材料具有较高的光透过率和电光效应，人工极化后还具有压电、光学双折射等特性。
主要用于制作光调制器、光衰减器、光隔离器、光开关等光电器件，也可制成PLZT薄膜，在电光和光学方面具有较多的应用。
氧化铝透明陶瓷氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷
氧化铝透明陶瓷氧化镁透明陶瓷、氧化钇透
明陶瓷
氧化铝透明陶瓷、氧化镁透明陶瓷和氧化钇透明陶瓷是一类具有
优异光学性能的无机陶瓷材料。
氧化铝透明陶瓷，也称为透明氧化铝，是由高纯度氧化铝粉末制
成的一种透明陶瓷材料。
它具有高硬度、高抗腐蚀性和高温稳定性等
优点，并且能够在可见光和近红外光范围内保持良好的透明度。
氧化
铝透明陶瓷广泛应用于光学窗体、透镜、激光器、红外窗口等领域。
氧化镁透明陶瓷是由高纯度氧化镁粉末制成的一种透明陶瓷材料。
它具有优异的透明性、高热传导性和高耐腐蚀性能。
氧化镁透明陶瓷
在紫外光和红外光波段表现出优异的透明度，因此可用于紫外线透过
窗口、红外传感器和红外窗口等领域。
氧化钇透明陶瓷是由高纯度氧化钇粉末制成的一种透明陶瓷材料。
它具有良好的光学性能、高熔点和高硬度等特点。
氧化钇透明陶瓷可
在可见光和近红外光范围内保持较高的透过率，因此可用于激光技术、高温窗口、光纤通信等领域。
这些透明陶瓷材料具有突出的光学性能和耐用性，因此在光学、
激光和高温领域有广泛的应用前景。
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当加入物的采用生成第二晶相时，采取适当措施调整 第二晶相的折射率 ，使之尽可能接近主晶相的折射率 ，则光线穿过第二相及其界面时的折射和散射作用将 消弱，透光性将增强。 在Al2O3陶瓷中同时引入MgO及La2O3+Y2O3，加入物 具有调整第二相尖晶石的折射率，使之向刚玉的折射 率靠近。
采用高纯原料（纯度大于99%），把原料的杂质含量
第二节、透明氧化铝陶瓷 1、概述
特点：陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高绝缘高强度特性
又具有玻璃的光学性能。 玻璃与陶瓷的主要差别： 玻璃:“均匀的，无定形的； 陶瓷:结晶的、多相的。 透明陶瓷和一般陶瓷一样具有多晶结构，但一般不是多相 的，晶界也比较特殊，有相当高的透明度。
1958年美国通用电气公司，在高纯度的Al2O3 中添加微 量MgO，在真空或氢气中进行烧结，制出透过光线的氧
I： 透射光强度
使陶瓷具有透光性，必须具备下面的条件
晶相选择：
晶相应为等轴晶系（不存在双折射）晶体
例：Y2O3，MgO，MgAl2O4等都是等轴晶系的晶体。
利用这类物料作主晶相，由于不具有双折射（在晶界 上不造成明显折射和散射），就易于使陶瓷材料具有 良好的透光性。
非等轴晶系的晶相，主晶相的双折射应该很小。
陶瓷体显微结构中含有相当多的气相，这种分散在陶
瓷体内的微小气泡，形成了极其有效的光散射中心。
不同取向晶粒之间的明显晶界，某些杂质、裂纹等， 具有不同的反射面，也将无规则地多次改变光的传授 方向，使陶瓷失去透明性。 反射和吸收。
式中：T0：入射光强度； a： 多晶体的吸收系数，厘米-1 t： 微气孔平均直径，微米 tV：微气孔有效厚度，微米； dV：微气孔平均直径，微米 na：多晶体的折射率 nV：微气孔的折射率，近似等于1 λ ：入射光波长，微米 c：常数，通常取7
例 ： Al2O3 为 三 方 晶 系 ， 双 折 射 率 很 小 （ 0.008 ） 。
各向异性很强的晶粒，在晶粒生长过程中也易于造成 不够紧密的结构，而影响透光性。事实上：非等轴晶
系主晶相的晶格偏离等轴晶格的程度应很小，偏离程
度愈大，愈难于用以制得透光性良好的陶瓷。（四方 晶系铁电晶体的自发畸变通常定义：1-c/a，对于三方 晶系铁电晶体的自发畸变则可用：90°-α 表示。愈大 ，制得的透明陶瓷的透光性愈差。
充分致密、无气孔的陶瓷是具有良好的透光性的必要条
件（理论密度大于99.5%）。
采用适当的促进烧结的加入物，制备充分致密的无气孔 陶瓷。加入物应具有抑制晶粒成长的作用，避免二次再
结晶过程的出现。
在生产透明Al2O3陶瓷时，采用MgO加入物在Al2O3晶界上 可生成尖晶石MgAl2O4第二相，阻碍晶界移动，抑制晶 粒成长，保证晶粒内部的气孔充分排除。 尖晶石折射率（1.72），Al2O3的折射率（1.76）
化铝陶瓷。
这种透光性氧化铝，对可见光及红外光有良好的透光 性，所以被用作高发光效率的高压钠灯的发光管。另 外，利用其透光性也被用作高温下检测红外线的窗口 材料，单晶氧化铝的蓝宝石、含有Cr2O3的Al2O3单晶的
红宝石，它可作为固体激光器的振荡元件材料。
陶瓷不透明原因 ：
气孔、杂质、晶界、晶体结构
限制在最低限度。 原料中能形成不饱和的d外层电子的离子化合物（过渡 元素Fe、Co、Ni、Cr、Cu、Mn、V等的化合物）， 在生产透明陶瓷时特别有害，因从这类化合物离子的 电子组态考虑，d外壳层的电子极易分裂成具有1-2eV 的能量差的两种能级，吸收可见光，使光的吸收系数 增大，从而降低透光性。
原料应为高分散的，粒度最好在应大于理论密度的85%才能获得良 好的透明陶瓷。 烧 成 ： 氢 气 或 在 真 空 下 （ 真 空 度 3×10-4 汞 柱 ） 进 行 ， 1700-1800℃，1-5h。 热压和热等静压烧结,性能更好. 抛光
透明氧化铝瓷透射光波的范围：0.15-6.5u，对于红外线
（波长>0.77u的电磁波）的透光率比石英玻璃好.