添加剂对氧化铝陶瓷性能的影响
【精品文章】高纯氧化铝陶瓷的制备及应用简介
高纯氧化铝陶瓷的制备及应用简介
高纯氧化铝陶瓷是以高纯超细氧化铝粉体（晶相主要为α-Al2O3）为主要原料组成的重要陶瓷材料。
高纯氧化铝陶瓷因具有机械强度高、硬度大、耐高温、耐腐蚀等优良性能而受到人们的广泛关注。
1.高纯氧化铝陶瓷的制备
高纯氧化铝陶瓷的制备对原始粉体的要求较高，一般是以纯度＞99.99％晶相为α相的氧化铝粉为主要原料。
高纯超细氧化铝粉体的特征决定了最终制备高纯氧化铝陶瓷的性能。
在高纯氧化铝粉体的制备过程中，要求粉体的纯度高，颗粒尺寸小且分布均匀，粉体活性高，并且团聚程度低。
这样可在相对较低的温度下制得高纯氧化铝陶瓷。
因此，为制备高纯氧化铝陶瓷，首先要制备出高纯氧化铝粉体。
（一）高纯氧化铝粉体的制备
目前，高纯超细氧化铝粉体主要有改良拜耳法、氢氧化铝热分解法、沉淀法、活性高纯铝水解法等制备方法。
a．改良拜耳法
拜耳法是工业上常用的制备氧化铝粉体的方法。
利用该方法制备氧化铝的过程中，由于原料铝酸钠中含有大量的Si、Fe、K、Ti等杂质，使得制备的氧化铝粉体纯度有所降低。
在传统制备工艺的基础上，对铝酸钠及结晶后的氧化铝进行脱杂处理，制备了纯度相对较高的氧化铝粉体，这种方法即为改良拜耳法。
该方法所用的原料主要为铝酸钠，来源广泛，整个过程中不会产生污染。
但是由于其制备工艺相对复杂，导致氧化铝生产效率低，从而限制了。
Al2O3陶瓷制品烧结工艺的影响因素探讨
Al2O3陶瓷制品烧结工艺的影响因素探讨作者：周益平来源：《江苏陶瓷》2015年第02期摘要阐述了Al2O3制品的烧结机理，分析了烧成气氛，添加剂对Al2O3制品烧结的影响，探讨理想的升温制度、保温时间。
关键词氧化铝陶瓷制品；烧结机理；影响因素；烧成制度0 前言工业特种陶瓷中， Al2O3制品以其优良的耐酸碱性、耐磨性、耐电性、机械强度高等，在化工磷复肥和有色金属行业以及其他行业得到了广泛的应用。
在氧化铝陶瓷生产过程中，坯体烧结后的制品显微结构及其内在性能会发生根本变化，也很难通过其他途径补救。
所以研究氧化铝陶瓷的烧结工艺，选择合理的烧成制度，确保氧化铝陶瓷制品的性能和产品质量是十分必要的。
本文对烧结机理、影响烧结性能的因素、添加烧结助剂进行了探讨。
1 烧结机理和影响烧结性能的因素1.1烧结机理烧结是坯体由于温度变化发生的物理化学反应，得到了致密、坚硬的陶瓷制品的过程。
其物理化学变化包括坯体中残余拌料水分的排除、物料中化合物结合水和有机物分解的排除、氧化铝同质异晶的晶型转变以及固态物质颗粒间的固相反应等。
固相反应在氧化铝陶瓷的烧结技术中占有重要的位置，它是通过物质质点的迁移扩散作用进行的，随着温度的升高，晶体的热缺陷不断增加，质点的迁移扩散由内扩散形式到外扩散，从而发生反应产生新的物质。
1.2影响Al2O3陶瓷烧结的因素较多，主要表现如下：1.2.1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，只有在接近熔点温度时，才会产生显著的物理化学反应。
所以，由这类化合物组成的坯体不易烧结。
而由微细晶体组成的多晶体相比于单晶体而言，由于前者内部晶界面很多，而晶界是缺位缺陷相对集中和易消除的地方，也是原子和离子扩散迁移的快速通道，所以远比后者易于烧结。
1.2.2物料的分散度物料分散度越高，表面能就越高，所以具有促进迁移扩散的强大作用，有利于烧结。
涂釉氧化铝
涂釉氧化铝
涂釉氧化铝主要指的是在陶瓷釉料中添加氧化铝，以提高陶瓷制品的某些性能。
氧化铝是一种常见的陶瓷釉料添加剂，其在陶瓷釉中的作用主要体现在以下几个方面：
1.增加釉的硬度和透明度：氧化铝可以加大釉面内部的结晶颗粒，从而提升釉的硬度和透明度。
这
对于需要保持釉面光泽且易清洁的厨卫洁具、陶瓷器皿等产品尤为重要。
2.调整温度和膨胀系数：加入适量的氧化铝可增加釉料的膨胀系数，使其更加适合陶器的制作温度，
防止釉料在高温下产生开裂或剥落现象。
3.增加釉料的流动性：氧化铝的添加可以使釉料更加流动，均匀地分布在陶器的表面。
总的来说，涂釉氧化铝是一种重要的陶瓷制作工艺，它可以显著提高陶瓷制品的硬度、耐磨性、耐高温性等性能，从而扩大陶瓷制品的应用范围和使用寿命。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士或查阅相关书籍文献。
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。
氧化铝陶瓷干压工艺技术
氧化铝陶瓷干压工艺技术氧化铝陶瓷是一种常见的高温耐磨材料，具有优异的物理性能和化学稳定性，广泛应用于工业生产中的高温环境。
氧化铝陶瓷干压工艺技术是制备氧化铝陶瓷产品的一种常用方法，它具有工艺简单、成本低廉等优点。
氧化铝陶瓷干压工艺技术主要包括原料配制、研磨、干压成型、烧结等步骤。
首先需要按照一定的配方，将氧化铝和一定比例的添加剂混合均匀。
添加剂的作用主要是增强氧化铝陶瓷的硬度和强度，并改善其物理性能。
混合后的粉末需要进行研磨处理，以获得更细小均匀的颗粒，提高陶瓷材料的致密度。
在干压成型过程中，需将研磨后的氧化铝粉末放入成型模具中，并利用压力将其固定在一定形状的陶瓷模具中。
通常情况下，压力可达几十至几百兆帕（MPa），以保证成型制品的强度与致密性。
干压成型的优点是成型速度快、精度高，适用于制作各种规格和形状的氧化铝陶瓷产品。
成型后的氧化铝陶瓷产品需要进行烧结处理，以增强其物理性能和化学稳定性。
烧结温度通常在1500℃-1800℃之间，烧结时间和温度是影响陶瓷产品致密度和晶粒尺寸的重要因素。
在烧结过程中，氧化铝粉末会发生晶界扩散和再结晶现象，晶粒尺寸逐渐增大，形成致密的陶瓷材料。
在氧化铝陶瓷干压工艺技术中，还可采用添加剂掺杂、减压烧结等方法，来改善陶瓷产品的物理性能。
添加剂掺杂可以提高陶瓷的硬度、强度和高温抗氧化性能；减压烧结则可以降低成型温度，并提高陶瓷材料的致密度和强度。
总之，氧化铝陶瓷干压工艺技术是一种制备氧化铝陶瓷产品的常用方法，具有工艺简单、成本低廉等优点。
通过适当的原料配制、研磨、干压成型和烧结处理，可以获得高致密度、高硬度、高强度和优异的物理性能的氧化铝陶瓷产品。
氧化铝陶瓷导热系数
氧化铝陶瓷导热系数介绍在现代科技发展的背景下，高导热材料的需求越来越大。
氧化铝陶瓷作为一种常见的高导热材料，具有出色的导热性能，被广泛应用于各个领域。
本文将对氧化铝陶瓷的导热系数进行全面、详细、完整地探讨。
导热系数概述导热系数（thermal conductivity）是衡量材料传导热量能力的物理量，通常用λ表示，单位为W/(m·K)。
导热系数越大，材料的导热性能越好。
氧化铝陶瓷的性质及导热机制氧化铝陶瓷的性质•氧化铝陶瓷的化学式是Al2O3，是一种非金属陶瓷材料。
•具有高硬度、高熔点、耐腐蚀、抗磨损等优异性能。
•密度较大，晶粒细小，晶界清晰。
氧化铝陶瓷的导热机制1.晶体导热：氧化铝晶体具有良好的导热性能，晶体结构紧密，原子之间距离小，平均自由路径长，传导热量的速率高。
2.晶界导热：晶界是晶体结构中相邻晶粒之间的边界，晶界带有氧化铝陶瓷制品中的多孔结构，晶界因距离较近可以有效传导热量。
3.粒间导热：氧化铝粉体制备工艺中，由于粒度分布不均，晶粒之间会存在间隙，这些间隙也会起到导热作用。
4.气体导热：氧化铝陶瓷具有多孔结构，内部空隙充满气体，气体在热传导中也会发挥作用。
影响氧化铝陶瓷导热系数的因素晶粒大小和晶界•氧化铝晶粒越小，平均自由路径越长，导热性能越好。
•晶界清晰度也影响导热性能，晶界越清晰，导热性能越好。
孔隙率和孔径大小•氧化铝陶瓷中的孔隙会导致导热系数降低，孔径越大，影响越显著。
添加剂和掺杂物•通过添加剂和掺杂物，可以调控氧化铝陶瓷的导热性能，例如添加少量金属氧化物、碳化物等。
提高氧化铝陶瓷导热性能的方法1.改变氧化铝陶瓷的制备工艺，控制晶粒大小和晶界清晰度。
2.控制氧化铝陶瓷中的孔隙率和孔径大小。
3.添加适量的添加剂和掺杂物，优化导热性能。
4.使用不同比例的氧化铝粉体，制备氧化铝陶瓷件。
氧化铝陶瓷导热系数的应用•由于氧化铝陶瓷具有良好的导热性能，被广泛应用于电子、光电、航空航天等领域。
氧化钛对氧化铝瓷的莫来石形成和力学性能的影响
铝 瓷 中二 次 莫 来 石 形 成 的影 响 。本 研 究 描 述 了含
不 同 量 ＴＯ 的 氧 化 铝 瓷 的 制 备 和 显 微 结 构 特 征 。 ｉ：
系 中控 制 不 同 晶相 的析 晶 。然 而 迄 今 为止 ，还 没 有 关 于 ＴＯ 对 氧化 铝 瓷 的 显微 结 构 和 力 学性 能 影 ｉ 响 的详 细报 道 。
莫 来石 和 玻 璃 基 质 中 的残 余 石 英 构 成 。基 于 以前
研究 报 告 可 以设 想 出 。通 过 增 加 刚玉 相 和 降低 石 英含 量来 改进 用 于高 压绝 缘体 的氧化 铝瓷 。 莫 来 石 是 Ａ ２ ３ＳＯ 系 唯 一 存 在 的 稳 定 相 。 １ 一 ｉ： Ｏ 纯莫来 石 是一个 具 有 Ａ：【 ｌ ｉ ｌ Ａ Ｏ。 成 分 的固 Ｏ － ｘ 溶 体 ，此 时 ０１ ≤ｘ ．。热 力 学 上 稳 定 莫 来 石 ．７ ≤０５ 的 两 端 组 成 分 别 是 ３ １ ３ ２ ｉ ｆ ＝ ．５ 和 Ａ ２ ・ＳＯ ０２ ） ０ Ｘ ２ １ ３ＳＯ ｘ ０４ ） Ａ ・ｉ （＝ ．０ ，也 即是 ３２和 ２１莫 来 石 。 Ｏ ： ：
类 型 。 由形 态 和 成 分 区 分 这 些莫 来 石 ，即存 在 所 谓 的一次 莫 来 石 （ 自黏 土成 分 残 余 物 ） 和二 次 源
莫来 石 （ 自长 石 熔融 物 的结 晶 ） 来 。偏 高岭 土产 生
第 ２个 目的是 氧化 钛加 入 量 对 氧 化 铝 瓷 抗 折 强 度 的作 用 ，建 立 了力 学 强 度 和 二 次 莫 来 石 特 征 之 间
有 两 种 主要 性 能 ：力 学 强 度 高 和 介 电损 失 低 。人
以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷
以MnO2-TiO2-MgO为添加剂注浆成型低温烧结Al2O3陶瓷采用注浆成型方法,通过加入MnO2-TiO2-MgO复相添加剂,在1350℃空气气氛中常压烧结,获得了相对密度最大为95.7%的氧化铝陶瓷。
研究了MnO2-TiO2-MgO复相添加剂对氧化铝陶瓷显微结构与力学性能的影响。
在添加质量分数为3%MnO2,0.5%MgO的情况下,比较添加不同质量分数的TiO2（1.0～3.0%）对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。
通过对比发现,该复相添加剂能有效降低氧化铝陶瓷的烧结温度,在同一温度下,随着TiO2的增加,烧结体密度也随之增加,强度也有明显差别。
结果表明,1350℃下Al2O3＋0.5%MgO＋3%MnO2＋1.5%TiO2体系烧结效果最好,断口为沿晶断裂,无明显气孔,晶粒分布均匀,平均粒径为2μm,无晶粒异常长大现象。
烧结体密度达到3.80g/cm^3,抗弯强度为243MPa。
结果表明,添加TiO2 5%、在1300oC时的常压烧结密度可达到理论值的97%.固定CuO(0.4%)和TiO2(4%)的添加量、改变TiO2(0--32%)和CuO(0--3.2%)的添加量(质量分数, 下同), 研究了CuO--TiO2复合助剂对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构、物相组成以及烧结激活能的影响, 以揭示复合助剂的低温烧结机理。
结果表明, 在1150--1200℃TiO2固溶入Al2O3生成Al2Ti7O15相, 并生成大量正离子空位提高了扩散系数, 从而以固相反应烧结的作用机理促进了氧化铝陶瓷的致密化; TiO2在Al2O3中的极限固溶度为2%--4%, 超过固溶极限的TiO2对陶瓷烧结没有促进作用; 添加适量的CuO(0.4%)可将TiO2在Al2O3中的固溶温度降低到1100℃以下, 并以液相润湿作用促进氧化铝陶瓷的致密烧结。
陶瓷烧结激活能的计算结果定量地印证了上述烧结机理; 当在Al2O3中添加4%的TiO2和2.4%的CuO,可将烧结激活能降低到54.15 kJ ? mol-1。
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。
La2O3对Al2O3陶瓷显微结构和微波介电性能的影响
w(La2O3)—Mass fraction of La2O3.
图 1 不同 La2O3 加入量 Al2O3 陶瓷的 XRD 谱 Fig. 1 XRD patterns of Al2O3 ceramics with various w(La2O3)
根据图 1 中 XRD 谱计算出 LaAl11O18 的相含量 见表 1[14]。由表 1 可以看出，随着 La2O3 添加量的 增加，LaAl11O18 相增加，这与 XRD 谱中 LaAl11O18 相的衍射峰高度变化规律一致。同时由表 1 中参与 反应生成 LaAl11O18 相的 La2O3 的摩尔比例可知，添 加的 La2O3 绝大部分都在烧结过程中与 Al2O3 反应 生成了 LaAl11O18。因此，固溶到 Al2O3 陶瓷晶格中 的 La3+极少，仅能引起 Al2O3 陶瓷晶格的微小膨胀。
2 结果与讨论
2.1 物相分析 图 1 为不同 La2O3 加入量 Al2O3 陶瓷的 XRD 谱。
由图 1a 可见，随 La2O3 加入量增加，LaAl11O18 的生 成量逐渐增加，说明在烧结过程中有 La2O3 与 Al2O3 反应生成 LaAl11O18 相。由图 1b 可知，加入 La2O3 后，Al2O3 的衍射峰均向低角度出现不同程度偏移， 且 La2O3 加入量越多，偏移越明显，这是由于 La3+ 半径(0.103 2 nm)大于 Al3+半径(0.053 5 nm)，烧结过 程中部分 La3+固溶到 Al2O3 晶格中，引起晶格畸变 膨胀造成的。综上可知，添加到 Al2O3 陶瓷中的 La2O3 一部分以 La3+的形式固溶到 Al2O3 晶格中引起 晶格膨胀，另一部分与 Al2O3 反应生成 LaAl11O18。
二氧化硅在氧化铝陶瓷中的作用
二氧化硅在氧化铝陶瓷中的作用氧化铝陶瓷是一种常见的陶瓷材料，具有优异的耐热性、绝缘性和耐腐蚀性等特点，广泛应用于电子、化工、冶金等领域。
而二氧化硅作为一种重要的添加剂，可以对氧化铝陶瓷的性能产生显著影响。
二氧化硅在氧化铝陶瓷中可以提高其机械强度。
二氧化硅具有较高的硬度和耐磨性，添加适量的二氧化硅可以增强氧化铝陶瓷的抗压强度和耐磨性。
这是因为二氧化硅可以填充氧化铝晶体间的缺陷，提高晶界的结合力，从而增加陶瓷的致密性和强度。
二氧化硅可以改善氧化铝陶瓷的导热性能。
氧化铝本身是一种优良的导热材料，但其导热性能仍然有限。
通过添加适量的二氧化硅，可以形成氧化铝和二氧化硅的复合结构，有效提高陶瓷的热导率。
这是因为二氧化硅具有很高的热导率，并且可以填充氧化铝晶体间的孔隙，减少热阻，提高热传导效率。
二氧化硅还可以调节氧化铝陶瓷的热膨胀系数。
氧化铝陶瓷的热膨胀系数较大，容易出现热应力引起的开裂和破坏。
而二氧化硅的热膨胀系数较小，通过添加适量的二氧化硅可以降低氧化铝陶瓷的热膨胀系数，减少热应力，提高陶瓷的热稳定性和抗热震性能。
二氧化硅还可以改善氧化铝陶瓷的化学稳定性。
氧化铝陶瓷在高温和腐蚀性环境下容易发生氧化、腐蚀和疏松等现象，影响其使用寿命和性能。
而二氧化硅具有良好的化学稳定性，可以与氧化铝形成稳定的化学键，增强陶瓷的耐腐蚀性和抗氧化性能。
二氧化硅在氧化铝陶瓷中起到了多种作用。
它可以提高陶瓷的机械强度、导热性能和化学稳定性，改善陶瓷的热膨胀性能，延长陶瓷的使用寿命。
因此，在氧化铝陶瓷的制备过程中，合理添加适量的二氧化硅是必要的，可以提高陶瓷的整体性能和应用范围。
复合添加MgO_和La2O3_对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响
第43卷第1期2024年1月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.1January,2024复合添加MgO 和La 2O 3对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响李㊀慧,张金平,高景霞,王二萍,张洋洋(黄河科技学院工学部,郑州㊀450006)摘要:纳米微晶氧化铝磨料具有良好的通用性和高精度磨削能力,且性价比较高,在机械制造㊁轴承㊁模具㊁汽车等领域有广泛的应用潜力㊂本研究以勃姆石(γ-AlOOH)为原料,MgO㊁La 2O 3为添加剂,采用溶胶-凝胶工艺合成纳米微晶氧化铝㊂通过差示扫描量热仪㊁X 射线衍射仪㊁扫描电子显微镜和从头算分子动力学方法模拟计算研究了添加剂对微晶氧化铝相转化㊁物相组成㊁微观结构及力学性能的影响㊂结果表明:复合添加MgO 和La 2O 3可以使氧化铝中间相θ-Al 2O 3向α-Al 2O 3转化的温度从1257ħ降低到1105ħ,将致密化温度从1600ħ降低到1350ħ,将微晶氧化铝的晶粒尺寸从1.04mm 减小到120nm,实现了低温致密烧结㊂关键词:纳米微晶;Al 2O 3;MgO;La 2O 3;溶胶-凝胶;添加剂;低温烧结中图分类号:TB321㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)01-0339-08Effects of MgO and La 2O 3Composite Additives on Microstructure of Nano-Microcrystalline Alumina CeramicsLI Hui ,ZHANG Jinping ,GAO Jingxia ,WANG Erping ,ZHANG Yangyang (Engineering Department,Huanghe Science and Technology College,Zhengzhou 450006,China)Abstract :The nanocrystalline alumina abrasive,with its excellent versatility and high-precision grinding capability,has become a cost-effective choice for various applications in fields such as mechanical manufacturing,bearings,molds and automobiles.In this study,nano microcrystalline alumina was synthesized by sol-gel process,with boehmite (γ-AlOOH)as raw material,MgO and La 2O 3as additives.The effects of MgO and La 2O 3additives on the phase transformation,phase composition,microstructure and mechanical properties of nanocrystalline alumina were investigated by differential scanning calorimetry,X-ray diffraction,scanning electron microscopy and ab initio molecular dynamics simulation.The results showthat MgO and La 2O 3composite additives can reduce the transformation temperature of alumina from the intermediate phase θ-Al 2O 3to α-Al 2O 3from 1257ħto 1105ħ,lower the densification temperature of the material from 1600ħto 1350ħ,and reduce the grain size of nanocrystalline alumina from 1.04mm to 120nm,thus realizing the low-temperature dense sintering.Key words :nano-microcrystalline;Al 2O 3;MgO;La 2O 3;sol-gel;additive;low-temperature sintering 收稿日期:2023-07-10;修订日期:2023-09-21基金项目:河南省科技攻关项目(212102210187,212102210603,232102210183)作者简介:李㊀慧(1980 ),女,副教授㊂主要从事电子功能陶瓷方面的研究㊂E-mail:leehui@通信作者:张洋洋,博士,教授㊂E-mail:yyzhang@0㊀引㊀言陶瓷磨具在机械加工和制造行业中起着重要作用,其中磨料是磨具最主要的功能部分㊂随着高端机械材料加工和表面处理技术的发展,传统的陶瓷磨料已无法满足磨削需求,迫切需要能适应不同磨削要求的新磨料[1]㊂纳米微晶氧化铝磨料是20世纪80年代出现的一种新型氧化铝基烧结磨料,由于纳米微晶氧化铝磨料的一个磨粒是由数十万个晶粒尺寸为100~500nm 的氧化铝晶体组成,磨削时磨钝的微小晶粒会沿晶界脱落而暴露出新的微晶体切削刃[2],所以用纳米微晶氧化铝磨料做成的磨具使用寿命长㊁自锐性好㊁磨削效率高㊁不易340㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷烧伤工件,且可以保持高磨削稳定性,易于实现高精度磨削[3]㊂除了性能上的优势以外,相比于电熔法制备的刚玉磨料,采用低温烧结的纳米微晶氧化铝节能减排效果显著;相比于超硬磨料,纳米微晶氧化铝磨料通用性较好,可用于黑色或有色金属的磨削加工,弥补了立方氮化硼和金刚石在磨削方面的不足,且价格远低于两者,不需要特殊设备,维修简单,性价比高㊂因此纳米微晶氧化铝在机械制造㊁轴承㊁汽车㊁模具等领域具有很大的应用前景㊂根据新思界产业研究中心发布的‘2022 2026年中国纳米微晶氧化铝磨料行业市场行情监测及未来发展前景研究报告“,目前全球纳米微晶氧化铝磨料市场仍集中在欧美和日韩,国产的纳米微晶氧化铝磨料主要为中低端产品,尚不具备与国际品牌相竞争的能力㊂为了缩短与国际市场的差距,有必要继续改进纳米微晶氧化铝磨料的产品性能,以促进磨削行业技术发展,提升我国磨削行业在国际上的竞争力㊂微观结构是影响磨料性能的一个重要因素㊂致密的结构㊁细小且均一的晶粒有助于提高纳米微晶氧化铝磨料的磨削性能㊂纯氧化铝由于晶格能较大㊁烧结难度大,需要较高的烧结温度(ȡ1600ħ)才能达到致密的结构,而温度过高会导致晶粒异常长大,因此,实现低温致密烧结和微观结构控制是纳米微晶氧化铝磨料制备的关键和难点㊂1985年,自从Kumagai等[4]报道了添加剂能降低γ-Al2O3到α-Al2O3的相转化温度,从而实现了小晶粒㊁均匀化的微观结构,添加剂(如MgO[5-8]㊁TiO2[5]㊁CeO2[5,9]㊁CaO[8]㊁SiO2[8]㊁La2O3[10]㊁Nd2O3[10]㊁Y2O3[11]㊁ZrO2[11]㊁Al[12]等)对微晶氧化铝微观结构影响的研究开始引起了国内外研究者的广泛关注㊂研究[5-8]发现,CaO㊁SiO2㊁MgO的添加能促进陶瓷的低温致密烧结,但由于CaO㊁SiO2会形成液相膜,易引起晶粒异常长大,而MgO能改变各向异性的液固界面能,从而使边界自由能降低,所以能有效抑制晶粒的异常长大,有助于陶瓷结构的均一化,且MgO价格低廉㊁易于实现产业化,因此,MgO是目前最受关注的氧化铝陶瓷添加剂之一㊂但MgO的加入会促进氧化铝晶粒生长,不利于形成纳米级细小晶粒[6]㊂研究[10]表明,La2O3很难与氧化铝形成固溶体,其存在于氧化铝的晶界上,阻碍离子迁移,从而降低晶界迁移速率,抑制晶粒生长㊂但La3+会抑制γ-Al2O3向α-Al2O3转化,从而提高α-Al2O3的相转化温度,不利于低温烧结[10]㊂在纳米微晶氧化铝陶瓷的制备过程中,单纯添加一种添加剂已无法满足性能提高需求㊂研究[13-15]发现,相比于单一添加剂,在微晶氧化铝中复合添加多种添加剂对材料性能的优化效果更为显著㊂为了能制备出结构致密㊁晶粒均匀的纳米微晶氧化铝陶瓷,本研究将MgO和La2O3作为复合添加剂,综合发挥两种添加剂的协同作用,用La2O3阻碍氧化铝晶粒长大,用MgO促进陶瓷的低温致密烧结并抑制晶粒异常长大,以实现结构致密㊁晶粒均匀的纳米微晶氧化铝陶瓷的制备㊂烧结是影响纳米微晶氧化铝显微结构的一个重要因素㊂氧化铝烧结过程中主要依靠晶界迁移来完成结构致密化,烧结易导致晶粒异常长大甚至会出现晶粒的二次长大,严重影响了材料的力学性能[14]㊂为了抑制烧结后期晶粒的快速生长,热压[16]㊁微波[17]及火花等离子[18-19]等多种烧结新技术逐渐被应用于陶瓷材料的制备中㊂虽然这些烧结技术能很好地抑制晶粒长大,但生产成本高,不利于产业化㊂Chen等[20]在制备Y2O3陶瓷时首次使用二步烧结法(two step sintering,TSS),实现了陶瓷的晶粒细化和烧结致密化㊂Brard 等[21]研究发现,相比于自然烧结,使用二步烧结法能将Y2O3-MgO复合陶瓷的晶粒尺寸从350nm降低到150nm,致密度得到极大的提高㊂为了减小微晶氧化铝的晶粒尺寸㊁提高陶瓷致密度,本研究以勃姆石为原料,以MgO和La2O3作为添加剂,结合二步烧结法,制备了晶粒细小㊁结构致密㊁力学性能优良的纳米微晶氧化铝陶瓷,并研究了复合添加MgO和La2O3对氧化铝陶瓷相转变㊁微观结构及力学性能的影响㊂1㊀实㊀验1.1㊀样品制备将70%(体积分数)的HNO3与一定比例的去离子水混合,配成pH=2.0的HNO3水溶液㊂将20%(质量分数)的γ-AlOOH纳米粉加到配制好的HNO3水溶液中,并以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为分散剂,得到稳定的半透明γ-AlOOH溶胶㊂在溶胶中加入5%(质量分数,下同)La2O3作为添加剂,置于球磨机中以一定速度球磨24h后取出,加入一定的Mg(NO3)2㊃9H2O使其凝胶化㊂干燥后以1ħ/min的升温速度,缓慢煅烧到480ħ后取出,破碎后过40/60目(0.425/0.250mm)分级筛进行分级㊂随后在高温烧结炉中,分别采用二步烧结和传统烧结工艺,对样品进行高温烧结,得到纳米微晶氧化铝磨料㊂其中二步烧结工第1期李㊀慧等:复合添加MgO和La2O3对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响341㊀艺的第一步烧结温度为1400ħ,第二步烧结温度为1300ħ,保温时间为2h㊂1.2㊀结构与性能表征γ-AlOOH溶胶的胶粒粒度用MICROTRAC-X100型激光粒度测试仪测量,用冷场发射JSM-6700F扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析纳米微晶氧化铝陶瓷表面的微观形貌,用PHILIPS-XPERT X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)对氧化铝的物相进行定性分析,用分析软件Nano-measurer测量晶粒尺寸,NETZSCH-STA409综合热分析仪对一水氧化铝干凝胶进行差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分析,纳米微晶氧化铝磨料的密度由ET-320固体密度测试仪测定,纳米微晶氧化铝颗粒的单颗粒抗压强度用DKY-1型单颗粒抗压强度测定仪测定㊂2㊀结果与讨论2.1㊀球磨时间对γ-AlOOH溶胶胶粒的影响研究表明,α-Al2O3的形貌和晶粒尺寸与前驱体的形貌和晶粒尺寸密切相关[22-23]㊂前驱体的晶粒尺寸越小㊁分布越均匀,越有助于降低α-Al2O3的相转化温度,实现低温致密烧结㊂图1为不同球磨时间下勃姆石溶胶胶体粒子的粒径分布㊂由图1可知,勃姆石原料粒径分布广,粗粉含量高,随着球磨时间延长至10h,胶粒粒径迅速变小且逐渐趋于均匀㊂当球磨时间延长至20h时,胶粒粒径继续缓慢变小且更加均匀,此时大部分胶体粒子的粒径为100nm左右㊂但是当球磨时间增加到48h时,胶体粒子的粒径反而有所增大㊂这是因为在球磨破碎过程中,胶体粒子不断破碎产生新的微小颗粒,随着球磨时间的增加,胶体粒子越来越细,这些超细颗粒具有极高的表面能,极易发生团聚现象从而导致胶粒的表观粒径变大[24]㊂图1㊀不同球磨时间下勃姆石溶胶胶体粒子的粒径分布Fig.1㊀Particle size distribution of boehmite sol colloid particles at different ball milling time2.2㊀添加剂对纳米微晶氧化铝磨料相转化的影响图2为勃姆石干凝胶的DSC曲线,其中曲线Ⅰ和Ⅱ分别是MgO㊁La2O3复合添加和无添加的勃姆石干凝胶的DSC曲线,可以看出,两条曲线都有两个明显的放热峰㊂处于400~500ħ的放热峰代表AlOOH干凝342㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图2㊀勃姆石干凝胶的DSC 曲线Fig.2㊀DSC curves of boehmite dry gel 胶结构水及表面羟基脱除,AlOOH 转化为氧化铝的中间相θ-Al 2O 3㊂1100ħ左右的放热峰代表θ-Al 2O 3转化为α-Al 2O 3㊂对比这两条曲线,不难发现,MgO㊁La 2O 3复合添加对AlOOH 向θ-Al 2O 3转化的温度影响不大,但明显降低了θ-Al 2O 3向α-Al 2O 3转化的温度㊂纯勃姆石干凝胶的θ-Al 2O 3向α-Al 2O 3转化的温度为1257ħ,而添加了MgO㊁La 2O 3的勃姆石干凝胶的θ-Al 2O 3向α-Al 2O 3转化的温度为1105ħ㊂MgO㊁La 2O 3复合添加使α-Al 2O 3的相变温度降低了近150ħ㊂图3(a)和(b)分别为添加及未添加MgO㊁La 2O 3的勃姆石干凝胶在不同温度下退火的XRD 谱㊂XRD 结果表明,添加了MgO㊁La 2O 3的θ-Al 2O 3在1150ħ已全部转化为α-Al 2O 3,而未添加MgO㊁La 2O 3的干凝胶中的θ-Al 2O 3在1300ħ时才完全转化为α-Al 2O 3㊂结合DSC 曲线和XRD 谱可知,复合添加MgO㊁La 2O 3可明显降低θ-Al 2O 3向α-Al 2O 3转化的温度㊂图3㊀勃姆石干凝胶在不同烧结温度下的XRD 谱Fig.3㊀XRD patterns of boehmite dry gel at different sintering temperatures 2.3㊀微观结构分析图4㊀纳米微晶氧化铝的显微照片Fig.4㊀Micrograph of nano-microcrystalline alumina 图4是烧结后直径为250~380mm 的纳米微晶氧化铝的显微照片,其中内嵌图为微晶氧化铝颗粒的断面照片㊂可以看出,纳米微晶氧化铝呈油脂光泽的半透明状㊂图5是不同添加剂和烧结工艺下纳米微晶氧化铝的SEM 照片㊂图5(a)是在1350ħ烧结制备的未掺杂添加剂的纳米微晶氧化铝SEM 照片,可以看出,微晶氧化铝晶粒均匀,晶粒平均尺寸为1.04mm(由nano measure 分析软件任意测量50个晶粒,取平均值得出),但结构疏松㊂图5(b )是添加了5%La 2O 3㊁在1350ħ烧结制备的纳米微晶氧化铝SEM 照片,晶粒的平均尺寸为220nm,说明La 2O 3的添加显著减小了微晶氧化铝的晶粒尺寸㊂这是因为La 3+半径(1.06Å)比Al 3+半径(0.53Å)大得多,所以很难与氧化铝形成固溶体,而是存在于氧化铝的晶界上,从而阻碍了离子迁移,降低晶界迁移速率,抑制晶粒生长,减小氧化铝的晶粒尺寸㊂图5(c)是添加了5%(质量分数,下同)MgO㊁在1350ħ烧结制备的纳米微晶氧化铝SEM 照片,晶粒的平均尺寸为810nm㊂相比于单掺La 2O 3,虽然单掺MgO 时的氧化铝晶粒尺寸相对较大,但是氧化铝的致密度相对较高㊂这是因为Mg 2+半径(0.65Å)与Al 3+半径(0.53Å)相近,在烧结过程中,Mg 2+第1期李㊀慧等:复合添加MgO和La2O3对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响343㊀容易置换Al2O3中的Al3+,形成点缺陷,点缺陷会促进氧化铝烧结过程中的质量传输,从而增加氧化铝晶粒的生长速度和致密化速率[7,25]㊂图5(d)和(e)是同时添加了5%MgO和5%La2O3,但在不同烧结工艺下(其中图5(d)对应二步烧结工艺,图5(e)对应传统烧结工艺)制备的纳米微晶氧化铝㊂对比图5(d)和(e)可以看出,无论是采用二步烧结还是传统烧结工艺,MgO㊁La2O3复合添加的微晶氧化铝都显示出致密的微观结构,但相比传统烧结工艺下制备的微晶氧化铝(晶粒尺寸约为200nm),二步烧结工艺下制备的微晶氧化铝晶粒更小(约为120nm)㊂这是因为高温烧结过程中,晶粒间具有较高的晶界能,从而使晶界迁移率较高,如果在高温阶段保温,会造成晶粒迅速长大㊂在二步烧结工艺中,由于在第二阶段烧结温度骤然下降,晶界能得到了快速释放,晶粒间较低的晶界能使晶界迁移得到抑制,从而有效避免了晶粒长大㊂图5(f)是复合添加MgO和La2O3㊁在1400ħ烧结的纳米微晶氧化铝SEM照片㊂从图中可以看出部分晶粒异常长大,并伴随有团聚熔融现象,说明氧化铝在此温度下存在过烧现象㊂图5说明复合添加MgO㊁La2O3并结合二步烧结工艺可以在保持微晶氧化铝晶粒细小的同时实现低温致密烧结㊂图5㊀不同添加剂和烧结工艺下纳米微晶氧化铝的SEM照片Fig.5㊀SEM images of nano-microcrystalline alumina with different additives and sintering processes图6是添加5%La2O3和5%MgO后,采用从头算分子动力学方法模拟计算氧化铝反应前后的晶体结构图㊂在模拟过程中,采用正则(NVT)系综在1350ħ运行5ps㊂从图6可以看出,反应前氧化铝晶体结构中的Al O键长为1.969Å,反应后Al O平均键长减小到1.805Å,键长的减小会使晶胞体积变小㊂由于晶粒是由多个晶胞组成,晶胞体积的减小可使整个晶粒体积变小,所以MgO㊁La2O3的复合添加有助于获得更细小的氧化铝微晶晶粒㊂344㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图6㊀复掺MgO 和La 2O 3微晶氧化铝反应前后的晶体结构图(白㊁灰㊁黑和深灰球分别代表Al㊁O㊁Mg 和La 原子)Fig.6㊀Crystal structure diagram of MgO and La 2O 3microcrystalline alumina before and after reaction(white,gray,black and dark gray spheres represent the positions of Al,O,Mg and La atoms,respectively)2.4㊀单颗粒抗压强度和体积密度研究[15]显示,材料的单颗粒抗压强度与微观结构有密切关系㊂材料的晶粒越小㊁致密度越高,单颗粒抗压强度越大㊂MgO㊁La 2O 3复合添加和无添加纳米微晶氧化铝单颗粒抗压强度和密度随烧结温度的变化曲线分别如图7和图8所示㊂由图可知,在任一烧结温度下,MgO㊁La 2O 3复合添加微晶氧化铝的单颗粒抗压强度和密度均高于无添加纳米微晶氧化铝㊂无添加纳米微晶氧化铝单颗粒抗压强度和密度在1450ħ达到最大值55N㊁3.6g /cm 3,MgO㊁La 2O 3复合添加纳米微晶氧化铝单颗粒抗压强度和密度在1350ħ达到最大值80N㊁3.96g /cm 3,说明MgO㊁La 2O 3复合添加实现了纳米微晶氧化铝的低温致密烧结,有效细化了晶粒尺寸,提高了材料的致密度,进而提高了陶瓷的单颗粒抗压强度㊂图7㊀纳米微晶氧化铝的单颗粒抗压强度随烧结温度的变化Fig.7㊀Change of single particle compressive strength of nano-microcrystalline alumina with sinteringtemperature 图8㊀纳米微晶氧化铝的密度随烧结温度的变化Fig.8㊀Change of density of nano-microcrystalline alumina with sintering temperature表1列举了近年来不同添加剂及烧结工艺纳米微晶氧化铝颗粒的晶粒尺寸㊁密度及单颗粒抗压强度㊂对比可知,相比于其他添加剂,MgO 和La 2O 3复合添加剂显著降低了纳米微晶氧化铝的晶粒尺寸,提高了颗粒致密度,从而获得了较高的单颗粒抗压强度㊂表1㊀不同添加剂及烧结工艺纳米微晶氧化铝颗粒的晶粒尺寸㊁密度及单颗粒抗压强度Table 1㊀Grain size ,density and single particle compressive strength of nano-microcrystalline aluminawith different additives and sintering processesAdditive Sintering process Grain size /nm Density/(g㊃cm -3)Single particle compressive strength /N Reference SiO 2-MgO-CaO One step sintering(1300ħ)550 3.9243.6[13]La 2O 3-TiO 2-SiO 2TSS(1300ħң1200ħ)334 3.87 [14]BaO-B 2O 3-Cr 2O 3TSS(1400ħң1350ħ)1090 61.22[15]MgO-La 2O 3TSS(1400ħң1300ħ)120 3.9680.00This work第1期李㊀慧等:复合添加MgO和La2O3对纳米微晶氧化铝陶瓷微观结构的影响345㊀3㊀结㊀论1)MgO㊁La2O3复合添加对AlOOH向氧化铝中间相θ-Al2O3的转化温度影响不大,但将θ-Al2O3向α-Al2O3转化的温度从1257ħ降低到了1105ħ㊂2)复合添加5%La2O3和5%MgO的氧化铝在1150ħ完全转化为α-Al2O3,并在1350ħ达到致密烧结㊂3)MgO㊁La2O3复合添加能使Al O键长由1.969Å减小到1.805Å,使氧化铝晶胞体积变小,有助于微小晶粒的形成㊂4)La2O3能细化微晶氧化铝晶粒,MgO能促进微晶氧化铝的低温烧结,二步烧结工艺可避免晶粒的长大,因此,MgO和La2O3的复合添加结合二步烧结工艺实现了微晶氧化铝的低温致密烧结,并使晶粒尺寸减小到120nm左右㊂参考文献[1]㊀康会峰,黄新春,牛亚洲.微晶刚玉磨料磨削性能研究[J].机械设计与制造,2016(1):144-147+150.KANG H F,HUANG X C,NIU Y Z.The 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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。
MnO2-TiO2-CaO-La2O3复相添加剂对低温烧结氧化铝陶瓷性能的影响
《 陶瓷学报》
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＥＲＡＭ Ｉ ＣＳ
Ｖ０ｌ３２． ＿ Ｎｏ． ４ Ｄｅ ．２ １ ｃ ０
文章编号 ：００ ２ ７ （０ １ ０ ． ５ ８ Ｏ １０ — ２ ８ ２ １ ）４ ０ ４ 一 ４
Ｍｎ － ｉ 一 ａ Ｌ ２ 复 相添加 剂对 低 温烧 结 氧化 铝 陶瓷 性 能的影 响 Ｏ２ＴＯ２Ｃ Ｏ— ａ０３
《 陶瓷学报｝ｏ １ ２ ｌ 年第 ４期
表 １不 同烧结温度下 氧化铝陶瓷的体积收缩率和体积密度
Ｔ ｂ １Ｔ ｅｖ ｌｍｅｓ ｒ ｋ ｇ ｎ ｕｋｄ ｎ ｉ ｆ ｌｍｉａｃ ｒｍ ｉｓａ ｉｅ ｅ ｔｓｎ ｅｉｇ ｔｍｐ ｒｔ ｒｓ ａ ． ｈ ｏｕ ｈ ｉ ａ ｅａ ｄ ｂ ｌ ｅ ｓｔ ｏ ｕ ｎ ｅａ ｃ ｔ ｆ ｒ ｎ ｉｔ ｒ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｎ ｙ ａ ｄ ｎ
以工业级 － １） 纯度 ９ ％，５ ｔ 为原料 ， Ａ ３ （（ ９ ９ｗ ％）
加入 Ｍｎ ２分析纯 ，ｗ ％）Ｔ０ （ ０（ ２ ｔ 、ｉ２分析纯 ，． ｔ 、 １ ｗ ％） ５
纳米级氧化铝粉体为原料 ， １５ ℃实现 了氧化铝 在 ４０ 陶瓷的致密烧结 刚； 李江等以湿化学法制备的纳米
表 ２ 不同烧 结温度下氧化铝陶瓷 的抗弯强度和洛 氏硬度
Ｔ ｂ２ Ｔ ｅ ｂ ｎ ｉｇｓ ｒｎ ｔ ｎ ｃ ｗｅｌ ａ ｄ ｅ ｓｏ ｌｍｉａｃ ｒｍ ｉｓａ ｉｅ ｅ ｔｓｎｅ ｉｇ ｔｍ ｐ ｒｔ ｒ ｓ ａ ． ｈ ｅ ｄｎ ｔ ｇｈ ａ ｄ Ｒｏ ｋ ｌｈ ｒ ｎ ｓ ｆ ｕ ｎ ｅａ ｃ ｄｆ ｒ ｎ ｉｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｎ ｅ ｅ ａｕ ｅ
—
Ｃ Ｏ 分析纯 ，． ｔ 、ａ ３分析纯 ，． ｔ 作为 ａ（ １ ｗ ％）Ｌ２ （ ０ ０ ０ ｗ％） ５ 烧结助剂。 将氧化铝与烧结助剂按质量比 ９ ５ ５： 的比 例称量配料 ， 在行星式球磨机 中快速球磨 ４ ， ｈ 取出料 浆置于 １５ ０ ℃的干燥箱中烘干。 干燥粉料经 ６ ０目筛
TiO2、MgO添加剂对Al2O3陶瓷材料烧结致密化影响的研究
２ 实 验 结 果 与讨 论
表 １ 中 列 出了 不 同二 氧 化 钛 加 入 量 在 不 同 的烧 结温 度 卜 氧 性， 可促进烧结… 。氧化铝是一种重要的陶瓷材料， 纯氧化铝的晶 所有 添 加 了二 氧 化 粒 呈片 状 ， 为 了 提 高氧 化 铝 的 性 能 ， 材 料 工 作 者 展 开 了 不 少 旨在 化铝 陶瓷 材 料 的密 度 。从表 １中 的数据 表 明 ， 改 变 氧 化 铝 晶粒 微 观 形 貌 的 研 究 ，其 中有 一 种 方 法 在 于 改变 氧 钛 的氧 化 铝 陶 瓷 圆 片 样 品 ，其 密 度 均 比相 同烧 结 温 度 下 不掺 杂 除 了添 加 ２ ． ０ ｗ ｔ ％的二 氧 化 钛 样 品外 ， 随烧 化 铝 本 身 的 晶粒 形 貌 ， 利用液相烧 结、 添 加 晶种 等 手 段 使 晶粒 各 样 品 的密 度 高 。此 外 ， 结温 度 的提 高 材 料 的密 度 增 加 。这 表 明二 氧 化 钛 和 烧 结 温度 对 向异性增强口 卅， 大大提高 了氧 化铝 的烧 结活性， 使烧结后 的氧化 氧化 铝 陶 瓷 的烧 结 均 有 促 进 作 用 ， 但 是 ， 二 氧 化 钛 的 不 同 添 加 量 铝 陶 瓷材 料 的密 度 和 强 度 都 有 一 定 程 度 的增 加 。 美 国 宾 州 大 学 ． ４ ｗ ｔ ％和 １ ． ０ ｗ ｔ ％－ Ｍ。 ｓ ｉ ｎ ｇ 等 人 对 单相 氧 化 铝 块 材 中 晶粒 的各 向异性 生长 进 行 了研 对氧 化 铝 的烧 结 影 响又 有 明显 差异 ，添 加 了 ０ 随烧 结温 度 的提 高 ， 密度 比添 加 ２ ． ０ ｗ ｔ ％二 氧 化 究， 他 们 的工 作 表 明 ， 加 入 微 量 的二 氧 化 钛 就 可 以 促 使 氧 化 铝 晶 氧化 钛 的氧 化 铝 ， 在１ ４ ０ ０ ￣ Ｃ， 前 者密 度 低 于 后 者 ， 在 １ ４ ５ ０ ℃， 粒 各 向 异性 明显 增 强 ， 随烧结温度 、 保 温 时 间 及氧 化 钛 加 入 量 的 钛 的样 品上 升 得 更 快 。 到 １ ５ ｏ ｏ ￣ ｃ ￣ ７ 者 密 度 就超 过 了后 者 。 反 观 添 不 同， 氧 化 铝 晶粒 形 貌 会 发 生 明显 变 化 ， 从 等 轴 状 晶粒 ， 到 部 分 二 者 密度 已近 似 相 等 ， 加 了 ２ ． ０ ｗ ｔ ％￣ 氧 化 钛 的氧 化 铝 ， 随 烧 结 温 度 的 增 加 而 密度 降低 ， 晶粒各相 异性增强 ， 最 后 到 全 部 晶粒 明 显 长 大 ， 各 向异性减弱 。 这 可 能 是 因 为 过 多 过 大 的 晶粒 ， 会 产 生 空 间位 阻 ， 妨 害 了样 品 的 然 而 单 纯 添 加 氧 化 钛 而 生 成 的各 向异 性 较 强 的 晶 粒 一 般 都 很 大， 显 微 结 构 不够 均 匀 。本 工 作 旨在 讨 论 ： 通 过 二 氧 化 钛 和 氧 化 致 密 化 。二 氧 化 钛 添 加 量和 烧 结 温 度 对 氧 化 铝 密 度 的 双 影 响 中。 镁双掺 杂及加入量 、 烧结温度 、 保温 时间的不 同， 氧 化 铝 陶 瓷 材 可 以直 观 地 反 映在 表 １ 料 的致 密 度 也 发 生 了 明显 变 化 ，从 而 大 大 提 高 了氧 化 铝 陶 瓷 的 密度和强度。
添加剂对氧化铝瓷烧结及物化性能影响的探讨
增韧 助剂 ） 进行实验 比对和探讨 。
２ １ 实 验 原 料 ．
中氧化铝 的含量 进 行分 类 ， 化 铝 含量 在 ７ ％左 右 的为 “ ５ 氧 ５ ７ 瓷 ” 含量在 ９ ％的为“ ９瓷 ” ， ９ ９ 等。人 们对 刚 玉 瓷的 认 识和研 究随着时 间的推移和 需要 在不 断深 化 ， 不少学 者围绕 影响 刚 玉瓷烧结和物 化性能的 影响做 了大量研究工作 。而 目前对 刚 玉瓷的研究重 点放在 两个 方面 ： 是 为适 应大工 业生 产的需 一
添 加 剂 对 氧化 铝 瓷 烧 结及 物 化 性 能影 响 的探 讨
胡 海 泉
（ 西省 陶瓷研 究所 ，３ ０ １ 江 ３ ３０ ）
李 妙 良 李 川 江 锦 明
（ 国轻 工业 陶瓷研 究所 ，３０ １ 中 ３３０ ）
摘 要
石 棋 鄢 春 根
（ 德 镇 陶 瓷 学院 ，３００ ） 景 ３３０ １
研 究 了在“ｏ 氧化铝 瓷基 础上 ， ９” 添加剂对其烧 结及部分物化性 能的影 响。在低 温烧 结 系列配 方样 品 中， 同 不
添 加 刑 其 助 烧 结 作 用 的 强 弱排 序 是 ： 制 熔 块 ＞白 云 石 ＞长 石 ＞滑 石 ＞莫 来 石 ， 补 强 排 序 为 ： 来 石 ＞特 特 而 莫 制 熔 块 ＞白云 石 ＞滑 石 ＞长 石 。 在 补 强 增 韧 系列 配 方 样 品 中 ， 同 添 加 剂 其 作 用 由 强 到 弱 排 序 是 ：ｉ 晶 须 不 Ｓ Ｃ
引入的含 量 、 粒度 、 成型方式 和烧成 制度等 ）然 后在 其基础上 ，
将 添加 剂分成 两大 类型 （ 一类是 低温烧结助 剂 ， 另一 类是补强
刚玉瓷 （ 氧化铝 瓷 ） 一种 以 ａ Ｏ 是 一 ３为主 晶相 的陶 瓷
al2o3陶瓷成分
al2o3陶瓷成分
Al2O3陶瓷是由氧化铝(Al2O3)为主要成分制成的一种陶瓷材料。
氧化铝是一种无色、透明或白色的晶体，具有耐高温、耐磨、耐腐蚀等良好的物理化学性能，是制造高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特殊用途陶瓷的理想原料。
Al2O3陶瓷的主要成分是氧化铝和其它添加剂，常见的添加剂有氧化钇、氧化镁、氧
化锆等。
这些添加剂可以提高Al2O3陶瓷的性能，如强度、硬度、断裂韧性、热传导率、
导热系数等。
氧化铝是制造陶瓷所必需的原料之一，其主要特点为强度高、硬度大、与其他金属的
熔点高、化学性质稳定、特殊的物理性能(如绝缘性好、抗磨性好等)。
因此，氧化铝在制
造高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特殊用途陶瓷中具有广泛的应用。
氧化铝的热导率并不高，但是由于一般铝陶瓷材料的导热率都比较低，故铝氧化物几
乎成了所有铝陶瓷材料的代表，又因为它的热膨胀系数小，所以它被广泛应用在射频各种
高频元器件中。
在很多情况下，人工制品的呈现，主要是通过氧化铝的化学反应的方式实
现的，所以说氧化铝对射频器件的应用非常广泛。
例如：耐火材料、氧化铝陶瓷、探测电极、离子阱等等。
氧化铝陶瓷以其优异的性能在各个领域被广泛应用，其产品具有多样化的类别，包括：催化剂载体、电子陶瓷、氧化铝高压等离子体陶瓷容器、半导体卡片、石墨烯制备设备、
航空航天特殊环境陶瓷件、医用陶瓷、晶体管焊接承台、动力电池陶瓷等。
氧化铝陶瓷被称为工业级陶瓷的代表。
在电子制造业、医疗器械、航天航空、科研等
领域具有很高的应用价值和市场需求。
结构陶瓷中添加高纯氧化铝的作用
5N高纯氧化铝在结构陶瓷件中的重要作用杭州万景氧化铝陶瓷（alumina ceramics ）是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优良的介电性，是氧化铝各种形态中最稳定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。
用α-Al2O3为原料制备的氧化铝陶瓷结构件材料，其机械性能、高温性能、介电性能及耐化学腐蚀性能都是非常优异的。
影响预烧质量的因素：1）工业中预烧氧化铝时，通常要加入适量的添加物，如H3BO4，NH4F，AlF3、高纯氧化铝（VK-L100G）等，加入量一般为0.3%~3%。
添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。
硼酸盐除碱效果好；氟化物可促进晶型转变，且收缩大、活性好；高纯氧化铝（VK-L100G）降低烧结温度好。
2）预烧质量与预烧温度有关。
预烧温度偏低，则不能完全转变成α-Al2O3 ，且电性能降低；若预烧温度过高，则粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。
一般情况下，Al2O3 粉体煅烧温度控制在1400~1450 ℃。
3）气氛对Al2O3的预烧质量影响也很大。
以CO+H2最好。
添加剂的影响：由于Al2O3陶瓷坯体熔点高，较难烧结，若加入某种添加剂，则可以改善烧结性能，促进烧结。
就添加剂来说，大致可分为以下两大类：一类是与Al2O3生成固溶体，一类是能生成液相。
第一类添加剂为变价氧化物，有5N高纯氧化铝（VK-L100G）、TiO2、Cr2O3、Fe2O3及MnO2等。
由于其晶格常数与Al2O3的相接近，因此通常能与Al2O3生成固溶体。
同时它们是变价氧化物，由于变价作用，使Al2O3瓷产生缺陷，活化晶格，促进烧结。
尽管添加剂有多种，对于高纯瓷件来说最适合的添加剂为5N高纯氧化铝（VK-L100G）。
例如，加入0.5~1%的5N高纯氧化铝，可以使Al2O3瓷的烧结温度降低150~200℃，大大节约能源，并且5N高纯氧化铝不属于外来杂质，大大提高了产品质量。
预烧结添加剂对95%氧化铝瓷致密化的影响
关键词 ：无机非金属材料 ；液相烧结添加剂 ；氧化铝 陶瓷；致 密化
中图分类号 ： Ｑ１４１ Ｔ ７． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １ ０ ８（ ０ ８ ２０ ５ —３ １０ — ２ ２ ０ ）０ —０ ７０ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅ ９ ％ ａ ｕ ｎ ｎ ｈ ｄ ｉ ｖ ｓ ｏ Ｏ， ｇ ｓｒ ｃ ： ｈ ５ ｌ ｍｉ ａ ａ ｄ ｔｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ Ｃａ Ｍ Ｏ，Ｓ ０２ ｉ ｉ ，ｗｈ ｃ ｒ ｄ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｏ ｕ ｅ ｏ ｉ ｅ ｎ ｉｈ ｗｅ ｅ ａ ｄ ｄ ｉ ｈ ｏ ｍ ｆｐ ｒ ｘ ｄ ｓ ａ ｄ ｐ ｅ ｍｏ ｔ ｎ ｐ ａ ｅ ｏ ｅ ｍｉｔ ｒ ， ｅ ｐ ｃｉ ｅ ｙ ｗｅ ｅ ｓｎ ｅ ｅ ｔｌ６ ０ ℃ ． ｈ ｈ ｓ ｓｏ ｍｐ ｅ ｉ ｈ ｗｅ ｅ ｓｎ ｅ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ． ｌ ｈ ｓ ｆｔ ｘ ｕ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ， ｒ ｉ ｔ ｒ ｄ ａ ０ ｅ ｈ ｖ Ｔ ｅｐ ａ ｅ ｆ ａ ｓ ｌｓｗｈ ｃ ｒ ｉ ｔ ｒ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｄ ｆ ｒ ｎ ｄ ｉ ｖ ｓｗｅ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ｙ ＸＲ ． ｅｍ ｉｒ ｓ ｕ ｔ ｒ ｓ ｆ ｈ ｉ ｓ ｒａ ｅ ｎ ｅ ｔ ｎ ｒ ｂ ｅ ｖ ｄ ｂ ＥＭ ． ｎ ｉ ｇ ｉｆ ｅ ｔ ｄ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｂ Ｄ Ｔｈ ｃ ｏ ｔ ｃ ｕ ｅ ｅ ｒ ｕ ｆ ｃ ｓａ ｄ ｓ ｉ ｓｗｅ ｅｏ ｓ ｒ ｅ ｙ Ｓ ｅ ａ ｉ ｒ ｏ ｔ ｃ ｏ Ｂｅ ｄ ｎ ｓｒ ｎ ｔ ｆｓ ｍｐ ｅ ｒ ｌｏ ｔ ｓ ｄ Ｒｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｈ ａ ｌ ｓｏ ５ ａｕ ｎ ｔ ｈ ｒ — ｉｔ ｒ ｄ ａ ｄ ｔｖ ｓｅ ｈ ｂ ｔ ｔｅ ｇ ｈ ｏ ａ ｌ ｓｗｅ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ ． ｓ ｌ ｓ ｏ ｔ ａ ｅ ｓ ｍｐ ｅ ｆ９ ％ ｌ ｍｉ ａ ｗｉ ｔ ｅ ｐ ｅ ｓｎ ｅ ｅ ｄ ｉ ｅ ｘ ｉ ｉ ｅ ｓ ｔ ｈ ｉ ｅ
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陶 瓷 Ｃ ｅ ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｓ
・ ９ ・
添加剂对氧 １ Ｅ ｒ Ｅ Ｂ 陶 瓷 牲 链 的 影 响
白军信 李 宏 杰 张志 旭 卫 海 民。 蒋 文 军 曲海 霞 肖永 强。
（ １西 京 电气 总公 司 西安 ７ １ ０ ０ ６ ６ ５ ）
Ｂａ ｉ Ｊ ｕ ｎ ｘ ｉ ｎ ，Ｌｉ Ｈｏ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ ， Ｚ ｈ ａ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｉ ｘ ｕ ， Ｗｅ ｉ Ｈａ ｉ ｍｉ ｎ 。 Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｗｅ ｎ ｊ ｕ ｎ ， Ｑｕ Ｈａ ｉ ｘ ｉ ａ 。 ， Ｘｉ ａ ｏ Ｙｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ａ ｎ ｇ 。（ １ Ｘｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｃｏ ．， Ｉ ｔ ｄ ． ， Ｘｉ ＇ ａ ｎ， ７ １ ０ ０ ６ ５ ｌ （ ２ Ｘｉ ａ ｎ Ｃｈ ｕ ａ ｎ ｇ ｌ ｉ ａ ｎ ｈ ｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ．，Ｘｉ ａ ｎ， ７ １ ０ ０ ６ ５ ） （ ３ Ｘｉ ａ ｎ Ｒｕ ｉ Ｔａ ｉ Ｅｌ ｅ ｃ — ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｃｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘｉ ＇ ａ ｎ。 ７ １ ０ ０ ６ １ ）
Ｆ ｅ ｚ Ｏｓ 、 Ｔ ｉ Ｏ ｚ 、 Ｍｎ Ｏ等 ， 它 们 与 氧 化 铝 基 体 形 成 置 换 固溶 体 ， 降低烧结 温度 ， 同 时 降 低 陶 瓷 的体 积 电阻 率 ， 适 于 有 力 学 要 求
的场 合 。
关 键 词 氧 化 铝 陶 瓷 添 加 剂 性 能
液 相 固溶 体
（ ３西安 瑞泰 电气 有 限公 司 西 安 ７ １ ０ ０ ６ １ ）
摘 要 根 据 作 用 机 理 的不 同 ， 可以把添加剂分为 ２ 类： 生成液相 ， 这类 添加剂如 Ｓ ｉ Ｏ。 、 Ｍｇ Ｏ、 ｃ ａ ０、 Ｓ ｒ Ｏ、 Ｂ ａ Ｏ 等 碱 土 金 属 氧化物 ， 在 晶界 形 成 低 熔 点 的 玻 璃 相 ， 促 进 烧结 ， 电 性 能 良好 ， 适 于 制备 电 子陶 瓷 ； 生 成 固溶 体 ， 这 类 添加 剂 如 ｃ ｒ （ ） 。 、
ｏ ｎ，ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｌ ｏ ｗ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｇ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ， ｐ ｒ ｏ ｍｏ ｔ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ｇ ｏ ｏ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｓ ｕ ｉ ｔ ｛ ｏ ｒ ｍａ ｕ ｎ ｕ ｛ ａ —
ｔ ｕｒ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎ ｉ ｃ ｃ ｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ；ｃ ａ ｎ ｐｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｓ ｏｌ ｉ ｄｅ ． Ｅｘ ａ ｍａ ｐｌ ｅ ｆ ｏｒ Ｃｒ ２ ０３， Ｆｅ ２ ０３， Ｔｉ Ｏ ２， Ｍ ｎＯ ａ ｎｄ Ｓ Ｏ ｏｎ，ｉ ｔ ｐｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｓ ｏｌ ｉ ｄ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ａｌ ｕ—
熔点 为 ２ ０ ５ ０℃ ， 氧 化 铝 的 理 论 密 度 可 以 由 下 式 计 算 ：
ｐ 一 （ ４・３ ¨ Ｍ） ／（ Ｎ ・ ａ ｏ ・ｃ ｏ ）
其中： Ｍ—— 分子 量 ； Ｎ — — 阿伏 伽德 罗 常数 。 ７晶型 不稳 定 ， 在 １ ２ ０ ０℃以上 不 可逆 地 转 变成 ａ
４ ， 半 径 Ａｌ 抖 半径 为 ０ ． ０ ５ ３ ｎ ｍ， Ｏ 半 径为 ０ ． １ ３ ８ Ｆ ｌ ｍ，
１ 氧 化 铝 的 基 本 性 质 及 制 备 方 法
ａ 一氧 化铝 ， 又 叫刚玉 ， 属 于三 方 晶 系 。晶格 常数
ａ一 ０ ． ４７ ５ ～ ０．４ ７ ５ ９２ ３ ｎＩ Ｔ ｌ ， Ｃ一 １ ．２ ９ ７～ １ ． ２９ ９ ２ ０８ ｎｍ ，
文章编 号 ： １ ０ ０ ２ —２ ８ ７ ２ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０ —０ ０ ０ ９ —０ ８
中图分类号 ： ＴＱ１ ７ ４ ． ７ ５ ８ ． １ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｈ ｅ Ａｄｄ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ Ｅｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｐｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ Ａｌ ｕ ｍｉ ｎａ Ｃｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ： Ｔｈｅ ａ ｄ ｄｉ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ａ ｒ ｅ ｄｉ ｖｉ ｄｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ＷＯ ｔ ｙ ｐｅ ｓ： ｃ ａ ｎ ｐｒ ｏｄ ｕｃ ｅ ｌ ｉ ｑｕ ｉ ｄ． Ｅｘ ａ ｍ ａｐ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｓｉ Ｏ ２， Ｍ ｇＯ ，Ｃａ Ｏ Ｉ Ｓ ｒ Ｏ ， Ｂａ Ｏ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： Ａ１ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｃ ｅ ｒ ａ ｍｉ ｃ；Ａ ｄｄ ｔ ｉ ｖ ｅ；Ｐｒ ｏｐ ｅ ｒ ｔ ｙ；Ｌｉ ｑｕ ｉ ｄ；Ｓｏｌ ｉ ｄｅ