氧化铝陶瓷制作工艺简介
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。
氧化铝陶瓷的成型工艺
氧化铝陶瓷的成型工艺
氧化铝陶瓷的成型工艺一般包括以下几个步骤:
1. 配料:首先需要准备氧化铝陶瓷的原料。
通常使用高纯氧化铝粉末作为主要原料,还可以添
加一些助剂如玻璃粉末或有机粉末以改善成型和烧结性能。
2. 混合:将氧化铝粉末和其他助剂按一定比例混合均匀。
混合可以使用干混合或湿混合的方式,具体取决于成型工艺的要求。
3. 成型:将混合好的粉末通过成型工艺成型。
常用的成型方法包括注塑成型、挤出成型、挤压
成型、压制成型等,具体选用哪种成型方法取决于产品的形状和工艺要求。
4. 干燥:成型后的陶瓷坯体需要进行干燥处理以去除内部和表面的水分。
干燥一般采用自然干
燥或烘干的方式,烘干时需要控制温度和湿度,以避免陶瓷变形或开裂。
5. 烧结:干燥后的陶瓷坯体需要进行烧结。
烧结是将陶瓷坯体加热至高温,使其颗粒间发生熔结,形成致密的氧化铝陶瓷。
烧结一般采用电炉或气氛炉进行,具体的烧结温度和时间根据陶
瓷的要求进行控制。
6. 表面处理:烧结后的氧化铝陶瓷可以进行一些表面处理,如研磨、抛光等,以改善其表面质
量和光洁度。
以上仅是氧化铝陶瓷的一种常见成型工艺流程,具体的成型工艺可能会根据产品的特殊要求进行调整和改变。
采用光固化成型技术制备氧化铝陶瓷的研究
采用光固化成型技术制备氧化铝陶瓷的研究一、光固化成型技术简介说到光固化成型技术,这可是现代陶瓷领域里的“新星”。
它就像一个魔术师,用光照射让液体材料瞬间变成坚硬的固体。
而氧化铝陶瓷呢,那可是大名鼎鼎,硬度极高的材料,不仅可以在高温下使用,甚至能抵抗得住腐蚀和磨损。
因此,大家都在琢磨如何用光固化技术来“调教”氧化铝陶瓷,让它变得更加完美。
你可能会问,光固化成型到底是怎么回事?其实很简单,就是通过光源的照射,催化液态树脂硬化成固态,然后把这种过程一层层叠加,最终制造出复杂形状的陶瓷零件。
听起来是不是有点神奇?对的,光固化技术在3D打印、微纳加工等领域都展现出了超强的能力,简直是让人眼前一亮。
不过要是单纯地说这项技术,光固化成型的原理其实并不复杂。
通过激光或者紫外线这种高能光源来照射液态的树脂,每照射一次,树脂就硬化一次。
接着你再继续一层层地叠加,最终就能构造出各种复杂的形状。
这种技术最大的亮点是可以制作出传统方法无法实现的精细结构,像那些需要精密加工的陶瓷零件,光固化成型都能轻松搞定。
二、光固化技术与氧化铝陶瓷结合的优势肯定有人好奇了,光固化技术究竟为什么会和氧化铝陶瓷产生化学反应呢?氧化铝陶瓷本身就有非常好的热稳定性和机械性能,可是传统的陶瓷加工方式往往是把氧化铝粉末压制成型后再高温烧结,工艺繁琐,且容易出现裂纹。
这里的关键就是,光固化成型技术的“高精度”和“低温”。
不像传统的高温烧结,光固化成型技术完全可以在常温下操作,简直是解决了一个大难题。
你可以想象一下,原本需要上千度的高温烧结变成了低温固化,这样一来,裂纹和变形的几率大大降低了,陶瓷的品质也得到了提升。
更有意思的是,光固化成型的精度高得让人咋舌,能够制造出非常细小的孔洞和复杂的内外形结构。
这就使得氧化铝陶瓷的应用更加广泛了,不仅可以做成传统的高耐磨材料,还能做出一些微小的精密零件,应用到航天、电子、机械等各个领域,真是越来越有“钱途”了。
95氧化铝陶瓷管的制作方式
95氧化铝陶瓷管的制作方式
95氧化铝陶瓷管的制作方式主要包括以下几个步骤:
1. 原料准备:将氧化铝粉末制备成适当的颗粒大小和分布,并添加一定比例的助剂(如粘结剂、增塑剂等)进行混合。
2. 成型:将混合好的氧化铝粉末通过压制、注塑等方式进行成型。
常用的成型方法有干压成型、等静压成型、注塑成型等。
3. 干燥:将成型后的氧化铝坯体进行干燥处理,通常采用自然风干或者烘炉烘干的方式,以去除坯体中的水分和溶剂。
4. 烧结:将已经干燥的氧化铝坯体放入烧结炉中进行烧结处理。
烧结过程中,通过控制温度和保持时间,使氧化铝颗粒相互融合,形成致密坚硬的陶瓷。
5. 加工:将烧结好的氧化铝坯体进行机加工,如切割、研磨、钻孔等,使其形成所需尺寸和形状。
6. 表面处理:根据需要进行陶瓷管的表面处理,如喷砂、抛光等,以提高表面光洁度和制品的美观程度。
7. 检验:对制作好的95氧化铝陶瓷管进行检验,检测其尺寸、外观质量、力学性能等指标是否符合要求。
8. 包装:将合格的95氧化铝陶瓷管进行包装和储存,以保证
其产品质量和安全性。
以上是常规的95氧化铝陶瓷管制作的一般步骤,具体的制作方式还需根据不同的工艺要求和产品的特性进行调整和改进。
氧化铝陶瓷工艺流程
氧化铝陶瓷工艺流程氧化铝陶瓷,这可是个相当厉害的材料啊!您知道它是怎么从一堆原材料变成精美实用的陶瓷制品的吗?这过程就像是一场精心编排的舞蹈,每一步都充满了奇妙和惊喜。
首先,咱们得准备好氧化铝的粉末,这粉末就像是做菜的食材,得精细、纯净,不能有半点杂质。
想象一下,要是面粉里混了沙子,那做出来的馒头能好吃吗?所以这氧化铝粉末的质量可是至关重要的。
接下来,把这些粉末和一些特殊的添加剂混合在一起。
这添加剂就像是炒菜时放的调料,能让陶瓷具备各种神奇的性能。
然后呢,经过一番搅拌,让它们充分融合,就像是把各种颜色的颜料混在一起,变成一幅绚丽多彩的画作。
混合好之后,就得开始成型啦!这成型的方法有好多,就像变魔术一样。
比如干压成型,把粉末放进模具里,用力一压,就有了初步的形状。
还有注浆成型,把混合好的浆料倒进模具里,等着慢慢凝固。
这过程是不是有点像做豆腐?成型之后,可不能马上就大功告成。
还得进行干燥处理,把里面多余的水分去掉。
这时候的陶瓷就像是刚刚洗完澡的孩子,得擦干身子,才能出去玩耍。
干燥完了,就该烧结啦!把陶瓷放进高温炉里,让它们接受烈火的考验。
这温度那叫一个高啊,就像太上老君的炼丹炉,能把普通的材料变成宝贝。
在这个过程中,氧化铝颗粒相互融合,变得更加紧密、坚固。
烧结完成后,还可能需要进行一些后续的加工处理,比如打磨、抛光,让陶瓷表面光滑如镜。
这就像是给美女化妆,让她更加光彩照人。
您瞧瞧,这氧化铝陶瓷的工艺流程是不是特别有趣?每一步都需要精心操作,容不得半点马虎。
就像盖房子一样,从打地基到砌墙,再到装修,每一个环节都要做到位,才能有一座漂亮坚固的房子。
总之,氧化铝陶瓷的工艺流程虽然复杂,但正是这一步步的精心打造,才让我们有了这么优质的陶瓷材料,为我们的生活增添了更多的精彩和便利!。
氧化铝陶瓷制作工艺简介
氧化铝陶瓷制作工艺简介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。
其制作工艺如下:一粉体制备:将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。
粉体粒度在1μm?微米?以下,若制造高纯氧化铝陶瓷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Al2O3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℃。
颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。
二成型方法:氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。
简述氧化铝陶瓷的生产工艺
简述氧化铝陶瓷的生产工艺氧化铝陶瓷是一种常见的陶瓷材料,其生产工艺主要包括选材、制备、成型、烧结和加工等环节。
首先,选材是氧化铝陶瓷生产的第一步。
氧化铝是一种常见的无机物,可以通过矿石提取或通过化学反应合成。
选材的关键是保证原料的纯度和稳定性,以确保最终产品的质量。
此外,还可以添加一些其他化学物质,如增强材料、稳定剂和颜料等,以提高氧化铝陶瓷的性能和外观。
其次,制备是指对原料进行预处理。
通常,原料会经过研磨和混合等处理,以使其颗粒尺寸均一,并达到所需的粒度。
可以使用球磨机、振动磨机或气流磨机等设备进行研磨,然后通过混合设备将不同的原料混合均匀,以确保最终产品的化学成分相对稳定。
接下来,成型是氧化铝陶瓷生产的关键步骤之一。
通常有多种成型方法可选择,如压制、注塑和注浆等。
其中,压制是最常用的一种方法,利用模具对原料进行压制,使其具有所需的形状和尺寸。
注塑和注浆是将原料放入注塑机或注浆机中,通过模具或挤出机将原料注射成型。
无论采用何种方法,都需要考虑原料的流动性和形状保持性,以确保成型的精度和一致性。
烧结是氧化铝陶瓷生产中的关键步骤之一。
烧结是通过高温处理,使成型体结合成坚固的陶瓷材料。
通常,高纯度的氧化铝陶瓷需要经过两次烧结过程:预烧和终烧。
预烧是在较低温度下使成型体变得致密,去除一部分残余物质和水分。
终烧是在更高温度下进行,以使陶瓷材料达到所需的密度和机械强度。
烧结条件的选择和控制对最终产品的性能和质量至关重要。
最后,加工是氧化铝陶瓷生产中的最后一步。
加工通常包括切割、抛光、镂空和修整等过程,以使最终产品达到所需的形状和表面精度。
这些加工过程可以通过机械加工、激光加工和化学加工等方式进行。
加工的目的是提高氧化铝陶瓷的装配性能和外观质量。
总结起来,氧化铝陶瓷的生产工艺包括选材、制备、成型、烧结和加工等环节。
通过精确的控制和合理的操作,可以生产出具有优良性能和高质量的氧化铝陶瓷产品。
同时,不断改进工艺参数和技术手段,可以进一步提高氧化铝陶瓷的生产效率和陶瓷材料的性能,满足不同领域和应用对高性能陶瓷的需求。
氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷制作工艺氧化铝陶瓷是一种具有高强度、高硬度、高稳定性和高化学稳定性的特殊陶瓷材料。
其制作工艺包括原料制备、成型、烧结和后处理。
以下是详细的制作工艺过程。
1. 原料制备氧化铝陶瓷的主要原料是高纯度氧化铝,其纯度要求高达99.99%以上。
其次还需要一些助剂,如结合剂、流变剂和添加剂等。
在原料制备中,首先将高纯度氧化铝粉末加入到一定比例的溶液中,调整其PH值和比例,使之成为可流动的泥浆状物质。
然后将助剂加入其中,进行充分混合和静置。
2. 成型氧化铝陶瓷的成型方式有多种,包括注塑成型、挤出成型和压制成型等。
其中,注塑成型是最为常用的成型方式。
在注塑成型过程中,先将制备好的氧化铝泥浆注入注塑机中,经过一定的压力和形状模具的作用,使之成形。
形成的坯料亦称为瓷坯,是之后烧结的主要原料。
3. 烧结瓷坯在烧结过程中,需将其加热到相应的高温下,使其颗粒间的空隙逐渐消失,颗粒间发生熔合,形成致密的陶瓷结构。
烧结温度一般在1500℃以上,而烧结时间则根据实际需要进行调整。
在烧结过程中,温度升高时,会逐渐发生晶粒长大和结晶化的过程,从而提高氧化铝陶瓷的密度、结晶度和力学性质。
4. 后处理烧结后的氧化铝陶瓷需要进行后处理,以达到期望的性能和外观效果。
后处理包括去毛刺、打磨、抛光、阳极氧化等。
去毛刺是一项必要过程,可去除瓷坯表面的毛刺和毛发,使其表面更加光滑。
打磨和抛光则可将瓷坯表面的粗糙度和凹凸不平处处理,使之表面更加平滑细腻。
而阳极氧化则是为了提高氧化铝陶瓷的耐腐蚀性和色泽度。
总的来说,氧化铝陶瓷的制作工艺不仅要求原料的纯度和质量,还需要严格控制成型、烧结和后处理等各个环节的工艺参数。
只有如此,才能生产出高品质的氧化铝陶瓷产品。
氧化铝陶瓷制作工艺
氧化铝陶瓷制作工艺氧化铝陶瓷,是一种高强度、高温、高硬度、耐磨、防腐等性能优异的陶瓷材料。
由于其卓越的物理和化学性质,氧化铝陶瓷广泛应用于航空航天、电子、化工、汽车、纺织、医药等领域。
本文将介绍氧化铝陶瓷的制作工艺。
原料准备首先,需要准备氧化铝粉末和稳定剂。
氧化铝粉末的选择应当根据氧化铝陶瓷产品的用途和性能要求来决定,通常采用细度较高、单相、纯度较高的氧化铝粉末。
稳定剂的作用是改善氧化铝粉末的分散性和稳定性,减少氧化铝颗粒的聚团现象。
常用的稳定剂有聚羧酸酯、聚腈酮和聚乙烯醇等。
混料和制胎将氧化铝粉末和稳定剂按一定比例混合,通过球磨机、振动磨机等设备进行湿式或干式研磨,得到均匀的氧化铝研磨液或氧化铝混合粉末。
然后,将制备好的氧化铝研磨液或混合粉末注入到胎模或型具中,进行成型。
氧化铝陶瓷的制备方式主要有几种,例如压制成型、注射成型、挤压成型等。
烘干成型完成后,将待烘干,去除混合物中的水分和揉捏中残留的空气,使氧化铝陶瓷的密度更加均匀和紧密。
一般情况下,常规的烘干时间为数小时或数十小时,烘干温度根据不同情况而定。
在烘干过程中,需要注意控制烘干的温度和时间,以避免氧化铝陶瓷出现龟裂或其他缺陷。
烧结烘干完成后,进入烧结阶段,烧结的目的是将成型坯体变成致密的陶瓷材料。
氧化铝陶瓷的烧结温度一般在1500℃以上,烧结时间在几小时或数十小时不等。
烧结过程中,需要控制烧结温度和时间,以保证氧化铝陶瓷能够达到所需的性能和质量。
精加工和表面处理经过烧结后的氧化铝陶瓷坯体,还需要进行精加工和表面处理。
精加工通常是通过机械加工、切割、磨削等方法进行,以获得氧化铝陶瓷精确的尺寸和表面粗糙度。
表面处理一般包括喷砂、化学抛光等方法,以去除氧化铝陶瓷表面的粉尘和杂质,使其达到光滑、亮度高的表面效果。
结论通过以上步骤的制备,氧化铝陶瓷的制作工艺得以完善,从而可以得到具有高强度、高温、高硬度、耐磨、防腐等性能优异的陶瓷材料。
随着科技的不断发展和进步,氧化铝陶瓷的广泛应用必将为人类带来更多的福利和贡献。
氧化铝陶瓷制备工艺
氧化铝陶瓷制备工艺
氧化铝陶瓷是一种高温、高硬度、高抗腐蚀性的陶瓷材料,被广泛应
用于各种工业领域。
下面将介绍三种常见的氧化铝陶瓷制备工艺。
一、干压成型法
干压成型法是制备氧化铝陶瓷的常见方法。
首先将原材料经过混合、
研磨后,再通过干压成型机将粉末压制成型。
然后经过高温烧结处理,最终得到氧化铝陶瓷。
这种方法制备的氧化铝陶瓷密度高、硬度大,但成本较高,且容易产
生裂纹或变形。
二、注塑成型法
注塑成型法又称压注成型法,是利用注塑机将氧化铝陶瓷粉末加入到
塑料中,经过热加工成型后,再进行高温烧结。
这种方法可以制备较复杂的形状,且制备过程中不易产生裂缝。
但注
塑机的使用成本较高,且在加入塑料的过程中可能会造成杂质的混入。
三、凝胶成型法
凝胶成型法是一种利用化学液相反应制备氧化铝陶瓷的方法。
首先制
备氧化铝溶胶,然后在模具中定型,经过高温烧结后,得到氧化铝陶瓷。
这种方法制备的氧化铝陶瓷密度大、纯度高,且具有优异的机械
性能和抗腐蚀性能。
但制备过程较长,且设备成本较高。
综上所述,氧化铝陶瓷的制备工艺有多种方法,每种方法都有其优缺
点。
选择合适的制备方法,能够提高氧化铝陶瓷的质量和性能,满足不同领域的需求。
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。
氧化铝陶瓷方法
氧化铝陶瓷方法氧化铝陶瓷,是一种具有较高性能的陶瓷材料,具有优异的耐蚀性、耐热性、耐磨性和良好的绝缘性。
它广泛应用于飞机、汽车和船舶工业中,并作为一种建筑材料用于建筑物的建造。
本文旨在为读者介绍氧化铝陶瓷的制备方法。
氧化铝陶瓷的制备方法一般分为两个主要部分:1)制备氧化铝粉末;2)制备陶瓷物质。
首先,制备氧化铝粉末,一般采用氧化铝溶剂法或氧化铝悬浮法制备氧化铝粉末,其中氧化铝溶剂法主要是通过氧化铝溶剂进行氧化铝反应,从而制备出氧气化铝粉末;氧化铝悬浮法主要是将氧化铝粉末溶解于溶剂中,搅拌均匀,使其形成一个悬浮液,然后将其冷却,使其生成结晶,随后离心分离、滤清,然后烘干。
其次,制备陶瓷物质,主要是通过氧化铝粉末制备出氧化铝陶瓷。
一般是将氧化铝粉末和其他组分(比如:氧化锆或氧化钛)混合在一起,按照一定的比例,经过研磨和成型,然后经过高温烧结,这样就能够制备出一种具有良好力学性能和导电性能的高品质氧化铝陶瓷。
总之,氧化铝陶瓷是一种重要的陶瓷材料,具有良好的耐蚀性和耐热性,广泛应用于飞机、汽车和船舶工业中,并作为一种建筑材料用于建筑物的建造。
氧化铝陶瓷的制备方法一般分为两个主要部分:1)制备氧化铝粉末;2)制备陶瓷物质。
由于氧化铝陶瓷具有良好的力学性能和导电性能,因此,继续加强对氧化铝陶瓷的研究,必将为当今社会带来更多的科学进步和社会发展。
氧化铝陶瓷作为一种新型的材料,它的发展空间无限,需要投入更多的精力和资源去研究,从而改善氧化铝陶瓷的制备方法,提高其在工业应用中的性能,实现更好的社会发展。
同时,也需要积极开展科学研究,加强对氧化铝陶瓷的理论研究,以便为社会发展提供更好的支持。
综上所述,氧化铝陶瓷是一种性能优越的陶瓷材料,具有良好的耐蚀性、耐热性、耐磨性和良好的绝缘性,可以用于飞机、汽车和船舶工业中,以及建筑物的建造。
本文详细介绍了氧化铝陶瓷的制备方法,包括氧化铝粉末的制备、陶瓷物质的制备及相关研究进展。
氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法
氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和成型办法氧化铝陶瓷基板加工制作工艺流程和方法与普通的电路板是否一样?氧化铝陶瓷基板是这样制成的!你知道多少?相信关注氧化铝陶瓷基板的企业或者技术采购人员也是比较关注的。
今天小编全面分享一下这其中的“故事”。
一,氧化铝陶瓷基板加工工艺目前市面上采用的氧化铝陶瓷基板大多采用薄膜工艺、厚膜工艺,DBC工艺、HTCC 工艺和LTCC工艺。
氧化铝陶瓷基板薄膜工艺薄膜法是微电子制造中进行金属膜沉积的主要方法,其中直接镀铜(Direct plating copper)是最具代表性的。
直接镀铜(DPC),主要用蒸发、磁控溅射等面沉积工艺进行基板表面金属化,先是在真空条件下溅射钛,铬然后再是铜颗粒,最后电镀增厚,接着以普通pcb工艺完成线路制作,最后再以电镀/化学镀沉积方式增加线路的厚度。
DPC工艺适用于大部分陶瓷基板,金属的结晶性能好,平整度好,线路不易脱落,且线路位置更准确,线距更小,可靠性稳定等优点。
氧化铝陶瓷DBC工艺陶瓷覆铜板英文简称DBC,是由陶瓷基材、键合粘接层及导电层而构成,它是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺方法,其具有高导热特性,高的附着强度,优异的软钎焊性和优良电绝缘性能,但是无法过孔,精度差,表面粗糙,由于线宽,只能适用于间距大的地方,不能做精密的地方,并且只能成批生产无法实现小规模生产。
HTCC工艺就是采用的高温共烧工艺,HTCC陶瓷发热片就是高温共烧陶瓷发热片,是一以采用将其材料为钨、钼、钼\锰等高熔点金属发热电阻浆料按照发热电路设计的要求印刷于92~96%的氧化铝流延陶瓷生坯上,4~8%的烧结助剂然后多层叠合,在1500~1600℃下高温下共烧成一体,从而具有耐腐蚀、耐高温、寿命长、高效节能、温度均匀、导热性能良好、热补偿速度快等优点,而且不含铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯、多溴二苯醚等有害物质,符合欧盟RoHS等环保要求。
氧化铝陶瓷制作工艺
一、对氧化铝陶瓷的简要介绍我国古代最早是用天然黏土或瓷土,经过高温焙烧而制成陶器和瓷器,两者的生产方式在本质上是一致的,只是在温度上有所差异,所以后来将陶器与瓷器合并称为陶瓷。
经过几千年的发展,我国的陶瓷制作工艺不断地精进,陶瓷在人们日常生活中的运用也是非常普遍的,既可以作为生活日用品,也可以作为装饰品。
陶瓷在发展过程中出现了以下几个大的分类,首先是日用陶瓷,其次是工艺陶瓷,最后是工业以及建筑陶瓷。
另外,在电子技术的发展过程中也会运用到一些陶瓷。
现阶段我国最先进的陶瓷制作工艺就是氧化铝陶瓷工艺。
这种工艺是由一个德国人在1924年发明的,由于该工艺所烧制的陶瓷硬度比较强、质量比较好,所以在工业上得到了广泛的运用。
通过氧化铝技术所制作出来的陶瓷,根据氧化铝质量分数的不同也可以划分为几种不同种类的陶瓷,比如说氧化铝的质量分数在85%左右的陶瓷被称为85瓷,在工业生产中这种类型的陶瓷的应用范围非常广泛;氧化铝的含量在99.9%以上,就被称为高纯氧化铝陶瓷,这种陶瓷在航空航天领域应用比较广泛。
由于氧化铝陶瓷烧制比较容易,而且价格比较便宜,所以说这种技术一经推广,应用范围就非常广泛。
现阶段我国氧化铝陶瓷行业的发展是非常好的,随着我国自动化技术以及智能化技术的发展,该技术已经呈现出数字化以及智能化的发展趋势,极大地提高了氧化铝陶瓷的烧制质量和效率。
二、对氧化铝陶瓷烧制技术的简要介绍氧化铝陶瓷烧制技术发明已经近百年,随着科学技术的不断进步,氧化铝陶瓷的制备方式也越来越多,根据不同的需求所运用到的制作工艺也是不一样的,以下对氧化铝陶瓷烧制技术进行具体介绍。
在陶瓷的烧制过程中有一些形状比较复杂的陶瓷,在这种类型陶瓷的生产过程中就会采用注浆成型的技术,但是该技术在具体的应用过程中具有非常明显的特点。
由于注浆成型的坯胎的密度不高,导致产品密度也不高,并且质量非常不稳定,因此,在运用该技术时首先要对陶瓷的运用领域进行充分的了解。
氧化铝陶瓷的注塑工艺
氧化铝陶瓷的注塑工艺一、前期准备注塑工艺是将粉末颗粒与有机物质混合后,通过注塑机器将其注入模具中,在高温下进行烘烤和烧结,形成氧化铝陶瓷制品。
在进行注塑工艺之前,需要先进行一些前期准备。
1.原料准备氧化铝陶瓷的原材料主要包括氧化铝粉末、有机物质和其他添加剂。
其中,氧化铝粉末是制作氧化铝陶瓷的主要原材料,有机物质则是起到粘合剂的作用,其他添加剂则根据不同的生产需求来添加。
在进行注塑工艺之前需要对这些原材料进行充分的筛选、称量和混合。
2.模具设计与制造模具是注塑工艺中非常重要的一环,它直接影响到最终产品的质量和形态。
因此,在进行注塑工艺之前需要根据产品需求设计并制造出适合的模具。
二、注塑过程1.混合原料首先将预先准备好的氧化铝粉末、有机物质和其他添加剂按比例混合均匀,形成混合料。
2.注塑将混合料装入注塑机器的料斗中,通过注塑机器将其注入模具中。
在注入过程中需要控制好注入速度和压力,以确保混合料能够均匀地填充到模具的每一个角落。
3.脱模在混合料被填充到模具中后,需要等待一定的时间让其自然固化。
然后将模具打开,取出已经成型的氧化铝陶瓷制品。
在脱模过程中需要注意不要对产品造成损伤。
三、烘烤和烧结1.烘烤在脱模后,氧化铝陶瓷制品还处于半成品状态,需要进行烘烤处理。
将半成品放入专门的烘箱中,在一定温度下进行加热处理。
这个过程主要是为了去除有机物质并使氧化铝颗粒彼此之间更加紧密地结合起来。
2.烧结经过一定时间的烘烤后,半成品已经变得相对坚硬,并且颜色也变得更加白亮。
此时需要进行最后一步——高温烧结。
将半成品放入特殊的烧结炉中,在高温下进行加热处理,使氧化铝颗粒彼此之间更加紧密地结合起来,形成最终的氧化铝陶瓷制品。
四、产品检验在经过烘烤和烧结后,制作出来的氧化铝陶瓷制品已经基本上完成。
但是,在进行交付之前需要对其进行一些必要的检验,以确保产品质量符合要求。
主要包括外观检查、尺寸检查、硬度测试等。
五、包装与交付在通过检验后,可以将产品进行包装,并交付给客户。
氧化铝陶瓷生产工艺
氧化铝陶瓷生产工艺
氧化铝陶瓷是一种常见的高温陶瓷材料,具有耐磨、耐腐蚀、耐高温等特点,广泛应用于航空航天、化工、电子、冶金等领域。
下面我们来了解一下氧化铝陶瓷的生产工艺。
首先,氧化铝陶瓷的原料主要是氧化铝粉末。
氧化铝粉末通常由天然氧化铝矿石经过破碎、磨矿等工艺制得。
在制备过程中,需要考虑氧化铝粉末的颗粒形状、粒度分布以及杂质含量等因素,以保证最终产品的质量。
其次,氧化铝陶瓷的成型工艺主要有压制和注塑两种方式。
压制主要是将氧化铝粉末与一定比例的有机粉末(如聚乙烯醇)混合均匀后,放入模具中进行压制。
注塑则是将氧化铝粉末与有机物料(如聚丙烯酸酯)混合制成浆料,然后通过注塑机将浆料注入模具中形成型号。
成型后的氧化铝陶瓷具有一定的形状和尺寸。
接下来,氧化铝陶瓷需要经过烧结工艺。
烧结是将成型后的氧化铝陶瓷在高温下进行加热处理,使其颗粒间发生结合,形成致密的陶瓷体。
具体烧结工艺的参数需要根据氧化铝陶瓷的成分、形状和尺寸等因素来确定,一般采用高温电炉进行烧结。
烧结后的氧化铝陶瓷具有较高的密度和强度。
最后,氧化铝陶瓷的成品还需要进行加工和检测。
加工工艺包括研磨、抛光、激光打标等,以提高氧化铝陶瓷的表面质量和加工精度。
检测工艺主要包括外观检查、尺寸检测和力学性能测试等,以确保产品符合规定的技术要求。
综上所述,氧化铝陶瓷的生产工艺包括原料制备、成型、烧结、加工和检测等环节。
每个环节都需要严格控制,以保证最终产品的质量。
随着科技的进步,氧化铝陶瓷的生产工艺也在不断创新和改进,使得氧化铝陶瓷在各个领域都得到了广泛的应用。
氧化铝陶瓷概述
氧化铝陶瓷的特性
高硬度
氧化铝陶瓷具有很高的硬度,其莫氏硬 度约为8-9,仅次于金刚石和碳化硅。
高绝缘性
氧化铝陶瓷具有很高的绝缘性能,其 电阻率高达1014Ω·cm以上,可用于
制造高压、高温绝缘器件。
高熔点
氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃,使其 在高温环境下仍能保持稳定的物理和 化学性能。
低热膨胀系数
制备工艺对性能的影响
粉体制备
采用不同的合成方法,如 固相法、溶胶-凝胶法等, 得到不同粒度和形貌的粉 体,影响陶瓷的性能。
成型工艺
采用不同的成型方法,如 干压成型、等静压成型等, 影响陶瓷的致密度和强度。
烧成制度
烧成温度、气氛、时间等 因素影响陶瓷的显微结构 和性能。
表面处理与改性
表面涂层
表面粗糙度
电子工业领域
由于其优良的绝缘性能和稳定的物理化学性能,氧化铝陶 瓷在电子工业中广泛应用于制造电子元件、电子器件封装 、集成电路基片等。
其他领域
氧化铝陶瓷还广泛应用于化工、石油、纺织等领域的耐腐 蚀、耐磨损部件,以及作为高温炉管、高温发热元件等。
02
氧化铝陶瓷的生产工艺
原料选择与处理
原料选择
选择高纯度、高结晶度的氧化铝 粉体作为主要原料,以确保陶瓷 的性能和品质。
VS
拓展应用领域
利用多功能氧化铝陶瓷的特点,开发其在 新能源、生物医学、环保等领域的应用, 满足社会发展的多样化需求。
感谢观看
THANKS
后处理
进行表面处理、涂层、金属化等后处理,以提高氧化铝陶瓷的耐腐蚀性、导电性 等性能。
03
氧化铝陶瓷的性能优化
添加物对性能的影响Leabharlann 010203
氧化铝陶瓷烧结工艺具体是什么?(多图)
氧化铝陶瓷制作分为粉体制备、成型和烧结三个步骤,这三个步骤缺一不可。
下面由科众陶
瓷来为你介绍氧化铝陶瓷烧结吧。
氧化铝陶瓷烧结成品(注塑结构件)
什么是氧化铝陶瓷烧结呢?
当对固态素坯进行高温加热时,素坯中的颗粒发生物质迁移,达到某一温度后坯体发生收缩,出现晶粒长大,伴随气孔排除,最终在低于熔点的温度下,素坯变成致密的多晶陶瓷材料。
烧结而导致材料致密化的基本推动力是系统表面能的下降,因为素坯中粉末颗粒(通常为亚微
米级甚至纳米级)具有较大的表面积,因而有较高的表面能。
任何系统都有向最低能量状态转
化的趋势,因此表面能的降低,就可作为烧结的推动力。
陶瓷烧结依据是否产生液相分为固相烧结和液相烧结。
氧化铝陶瓷烧结成品(陶瓷板加工)
氧化铝陶瓷烧结工艺:
氧化铝陶瓷离子键较强,导致其质点的扩散系数低(A1在1700℃时扩散系数仅为10-
1cm2s)、烧结温度高(氧化铝陶瓷烧结温度高达1800℃)。
如此高的烧结温度使晶粒急剧生长,残余气孔聚集长大,从而导致材料的力学性能降低。
同时也使材料气密性变差,并加大对窑炉耐火砖的损害。
因此,降低氧化铝陶瓷烧结温度是氧化铝陶瓷行业所关心和所要解决的问题。
对于陶瓷材料,一般采用两种途径来降低其烧结温度一种途径是通过获得分散均匀、无团聚,并具有良好烧结活性的超细粉体以降低陶瓷的烧结温度;另一种降低陶瓷材料烧结温度的方
法是添加适量的烧结助剂。
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷1.氧化铝陶瓷:氧化铝陶瓷又称刚玉瓷,一般以α-A1203为主晶相。
按照A1203含量和添加剂的不同,有不同系列。
如按照A1203含量不同可分为75瓷,85瓷,95瓷,99瓷等;按照其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷;按照添加剂的不同又分为铬刚玉、钛刚玉等。
Al203陶瓷是耐火氧化物中化学性质最稳固、机械强度最高的一种;A1203陶瓷与大多数熔融金属不发生反映,只有Mg, Ca,Zr 和Ti在必然温度以上对其有还原作用;热的硫酸能溶解A1203,热的HCl, HF对其也有必然侵蚀作用;A1203陶瓷的蒸汽压和分解压都是最小的。
由于A1203陶瓷优良的化学稳固性,可普遍地用于耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套,输送酸的管道内衬和阀门等。
氧化铝的含量高于95%的Al203陶瓷具有优良的电绝缘性能和较低的介质损耗等特点,因此在电子、电器方面有十分广漠的应用领域。
A1203陶瓷的高硬度和耐磨性在机械领域取得了普遍应用。
如制造纺织耐磨零件、刀具。
各类发动机中还大量利用A1203陶瓷火花塞。
透明Al203陶瓷对于可见光和红外线有良好的透过性,同时具有高温强度高、耐热性好、耐侵蚀性强等特点。
可用于制造高压钠灯灯管、红外检测窗口材料等。
氧化铝陶瓷制作工艺: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侵蚀性用作钠灯管;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侵蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部份滑石,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。
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无机非金属材料工艺学无机非金属材料工艺学第三次作业班级:材料科学与工程2班(非金属)姓名:伍洋婷学号:2012111010762015年4月7日氧化铝陶瓷生产技术工艺简介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。
一、通过提高Al2O3粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度。
目前,制备超细活化易烧结Al2O3粉体的方法分为二大类,一类是机械法,另一类是化学法。
机械法是用机械外力作用使Al2O3粉体颗粒细化,常用的粉碎工艺有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气流粉碎等等。
通过机械粉碎方法来提高粉料的比表面积,尽管是有效的,但有一定限度,通常只能使粉料的平均粒径小至1μm左右或更细一点,而且有粒径分布范围较宽,容易带入杂质的缺点。
近年来,采用湿化学法制造超细高纯Al2O3粉体发展较快,其中较为成熟的是溶胶—凝胶法。
由于溶胶高度稳定,因而可将多种金属离子均匀、稳定地分布于胶体中,通过进一步脱水形成均匀的凝胶(无定形体),再经过合适的处理便可获得活性极高的超微粉混合氧化物或均一的固溶体。
目前此法大致有以下3种工艺流程。
(1)形成金属氧有机基络合物溶胶→水解并缩合成含羟基的三度空间高分子结构→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成活性氧化物粉料。
(2)含有不同金属离子的酸盐溶液和有机胶混合成溶液→溶胶蒸发脱水成凝胶→低温煅烧成粉体。
(3)含有不同金属离子的溶胶直接淬火、沉积或加热成凝胶→低温煅烧成粉体。
湿化学法制备的Al2O3粉体粒径可达到纳米级,粒径分布范围窄,化学纯度高,晶体缺陷多。
因此化学法粉体的表面能与活性比机械法粉体要高得多。
采用这种超细Al2O3粉体作原料不仅能明显降低氧化铝瓷的烧结温度(可降150℃—300℃),而且可以获得微晶高强的高铝瓷材料。
表二是日本住友化学有限公司生产的易烧结Al2O3粉料理化指标。
二、通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度氧化铝陶瓷的烧结温度主要由其化学组成中Al2O3的含量来决定,Al2O3含量越高,瓷料的烧结温度越高,除此之外,还与瓷料组成系统、各组成配比以及添加物种类有关。
比如,在Al2O3含量相当时,CaO-Al2O3-SiO2系Al2O3瓷料比MgO-Al2O3-SiO2系瓷料的烧结温度低,对于我国目前大量生产的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统瓷料而言,为使其具有较低的烧结温度与良好性能,应控制其SiO2/CaO处于16~06之内,MgO含量不超过熔剂类氧化物总量的1/3,同时,在配方中引入少量的La2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta2O3等氧化物能进一步降低烧结温度、改善瓷体的微观组织结构和性能。
目前配方设计中所加入的各种添加剂,根据其促进氧化铝陶瓷烧结的作用机理不同,可以将它们分为形成新相或固溶体的添加剂和生成液相的添加剂二大类。
1、与Al2O3形成新相或固溶体的添加剂。
这类添加剂是一些与氧化铝晶格常数相接近的氧化物,如TiO2、Cr2O3、Fe2O3、MnO2等,在烧成中,这些添加物能与Al2O3生成固溶体,这类固溶体或为掺入固溶体(如Ti4+置换Al3+时),或为有限固溶体,或为连续固溶体(如Cr2O3与形成的Al2O3),它们可以活化晶格(TI4+、Al3+离子半径差所致)、形成空穴或迁移原子,(3TiO2AbO33Tia1+Va1+60)以及使晶格产生变形,这些作用使得Al2O3陶瓷易于重结晶而烧结。
例如添加05~10%的TiO2时,可使瓷体的烧结温度下降150—200℃。
以固相烧结方式为主的高铝瓷常采用这类添加剂,例如某黑色氧化铝陶瓷配方如下(wt%):Al2O391、CoO05、MnO27、Cr2O321、SiO204、TiO220、V2O303,该瓷料在1350℃下保温2小时烧成。
这类添加剂促进氧化铝瓷烧结的作用具有一定的规律性:①能与Al2O3形成有限固溶体的添加剂较形成连续固溶体的添加剂的降温作用更大;②可变价离子一类添加剂比不变价的添加剂的作用大;③阳离子电荷多的、电价高的添加剂的降温作用更大。
需要注意的是,由于这类添加剂是在缺少液相的条件下烧结的(重结晶烧结),故晶体内的气孔较难填充,气密性较差,因而电气性能下降较多,在配方设计时要加以考虑。
2、烧成中形成液相的添加剂。
这类添加剂的化学成分主要有SiO2、CaO、MgO、SrO、BaO等,它们能与其它成分在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。
由于液相的生成温度低,因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。
当有相当量(约12%)的液相出现,固体颗粒在液相中有一定的溶解度及固相颗粒能被液相润湿时,其促进烧结作用也更显著。
其作用机理在于液相对固相表面的润湿力及表面张力,两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。
此外,烧结过程中因细小有缺陷的晶体表面活性大,故在液相中的溶解度要比大晶体的大得多。
这样,烧结过程中小晶体不断长大,气孔减小,出现重结晶。
为了防止因重结晶使晶粒过分长大,影响陶瓷的机械性能,在配方设计中需考虑选用一些对晶粒增大无影响甚至能抑制晶粒增大的添加物,如MgO、CuO和NiO等。
目前,在液相烧结的Al2O3瓷料配方中,助烧添加剂可以采用以下3种物料形态来加入。
①以天然矿物形态加入。
这类矿物原料主要有:高岭土、膨润土等粘土矿。
石英、滑石、菱镁矿、白云石、方解石等等,它们分别引入SiO2、MgO、CaO等化学成分。
配方中高岭土及其它粘土矿物的使用,除了满足瓷体化学组成要求外,更主要可以改善坯料的成型性能。
添加剂的这种加入形式适用于Al2O3含量在90%以下的中铝瓷配料,例如某低温烧结75瓷配方如下(wt%):煅烧Al2O365、高岭土24、膨润土2、BaCO34、方解石3、生滑石2。
②、以人工合成添加剂形态加入。
此法是在CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2等三元、四元或其它相图中找到最低共溶物的组成点,预先按组成点的成分将CaO、MgO、SiO2、Al2O3等所需化合物进行第一次配料,经球磨、煅烧成为低共熔物,即“人工合成添加剂”,然后按一定配比将人工合成添加剂与Al2O3粉料进行第二次配料,以满足氧化铝陶瓷化学组成和性能要求。
此法纯度高,主要用于降低化学组成准确、性能要求高的高铝瓷烧结温度,缺点是工艺复杂,能耗高,制品成本高,只在特殊情况下采用。
③以化工原料形态加入。
在配料时,直接将各种化工原料作为添加剂与Al2O3粉体一起一次完成配料,各助烧添加剂的组成比例仍然是参照专业相图中最低共熔点的组成来设定。
生产实践证明,此法不仅与人工合成添加剂法具有同样的降温效果,而且大大简化了工艺,无论配方设计、配料计算和工艺过程都比人工合成添加剂法简便,也比天然矿物形态更容易,瓷质性能稳定,节能效益显著。
在实际生产中,从降低成本和坯料成型性能方面考虑,天然矿物原料和化工原料往往是同时使用的。
例如某低温烧成(1500℃×2h)的高铝瓷配方如下(wt%);α-Al2O393、苏州土3、烧骨石2、CaCO315、BaCO305、外加ZrO2、CeO2、La2O32%。
三、采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度采用热压烧结工艺,在对坯体加热的同时进行加压,那么烧结不仅是通过扩散传质来完成,此时塑性流动起了重要作用,坯体的烧结温度将比常压烧结低很多,因此热压烧结是降低Al2O3陶瓷烧结温度的重要技术之一。
目前热压烧结法中有压力烧结法和高温等静压烧结法(HIP)二种。
HIP法可使坯体受到各向同性的压力,陶瓷的显微结构比压力烧结法更加均匀。
就氧化铝瓷而言,如果常压下普通烧结必须烧至1800℃以上的高温,热压20MPa烧结,在1000℃左右的较低温度下就已致密化了。
热压烧结技术不仅显著降低氧化铝瓷的烧结温度,而且能较好地抑制晶粒长大,能够获得致密的微晶高强的氧化铝陶瓷,特别适合透明氧化铝陶瓷和微晶刚玉瓷的烧结。
此外,由于氧化铝的烧结过程与阴离子的扩散速率有关,而还原气氛有利于阴离子空位的增加,可促进烧结的进行。
因此,真空烧结、氢气氛烧结等是实现氧化铝瓷低温烧结的有效辅助手段。
在生产实践中,为获得最佳综合经济效益,上述低烧技术往往相互配合使用,其中加入助烧添加剂的方法相对其它方法而言,具有成本低、效果好、工艺简便实用的特点。
在中铝瓷、高铝瓷和刚玉瓷的生产中被广泛使用。
另外,从材料角度来看,通过掺杂改性技术,大幅度提高氧化铝陶瓷的各项机电性能,用Al2O3含量低的瓷体代替Al2O3含量高的瓷体,也是企业常用的降低氧化铝陶瓷产品烧结温度的有效技术手段。
比如在材料性能满足产品使用要求下,用85瓷代替90瓷或95瓷,用90瓷、95瓷代替99瓷等都是可行的。
二、工艺陶瓷的注塑成形原理和塑料的注塑成形基本相同。
只是塑料内混合大量的陶瓷粉末。
为了改进注塑成形条件,必须选择与使用原料匹配的有机材料,并要选定添加量。
为了获得致密又均匀的注塑成形体,陶瓷粉末的浓度要高些。
但过高将使成形性能变差。
为改进混炼坯料的流动性,应降低分散剂高分子系的粘度。
作为前处理很重要的是提高陶瓷粉末的分散性,为了提高高分子的流动性,需添加适当的增塑剂和润滑剂。
陶瓷原料的粒度一般为1μm,加入粘结剂(或称为添加剂),经充分混合、搅拌。
在搅拌过程中,陶瓷粉末被粘结剂润湿和包复,全部成为均匀的复合物才可进行注射成形。
且需要冷却、干燥、粉碎后,才获得适合注射成形机漏斗进料的颗粒。
整个工艺中应注意和掌握的技术问题有以下四个方面。
1、原料的流动性注射成形所用的陶瓷颗粒一般由80-90%(重要比,下同)的粉末和10~20%的粘结剂组成。
粘结剂在脱脂工序中去掉,因此添加量以最低限度为宜,但应注意若添加量不足会影响成形效果。
此外,陶瓷颗粒的流动性在粒度越小、形状越偏离球形时越差。
因此,应用尽可能简便的方法对流动性进行测试。
2、成形条件产生的缺陷成形条件如果不正确,会产生各种缺陷。
其中最关键的是熔焊线条,若成形体带有通孔或盲孔,则容易出现这种缺陷。
因此,必需注意模具的设计,特别是开口的类型、位置、大小及个数。
同时应注意注射成形的注射温度和速度间的平衡。
此外,为了避免发生表面粗糙、裂纹、长条痕、变形等缺陷。
在成形困难的情况下,可在注射成形机中装设自适应控制器,进行细微的控制。
3、脱脂本工序又称去掉粘结剂,通常升温速度为3~5℃/b,约进行5~10日,但在0.5MPa 压力的保护气氛下进行时,40小时可结束脱脂。
4、烧结热工等参数可根据陶瓷的种类而定。
烧结中的线收缩率约为15-20%,形状比较复杂或壁较厚的工作,容易在烧结中产生裂纹,应注意防止。
三、添加剂这是注射成形技术中最重要的问题之一。