一、氧化鋁陶瓷的類別

氧化鋁陶瓷分為高純型與普通型兩種。

高純型氧化鋁陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其燒結溫度高達1650—1990℃，透射波長為1～6μm，一般制成熔融玻璃以取(qu)代鉑坩堝；利用(yong)其透光性(xing)及可耐堿金屬(shu)腐蝕性(xing)用(yong)作鈉燈管；在電(dian)(dian)子工業中可用(yong)作集成電(dian)(dian)路基板(ban)與(yu)高頻絕(jue)緣(yuan)材料。

普(pu)通(tong)型(xing)氧(yang)化鋁(lv)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)系按(an)Al2O3含(han)量(liang)不同(tong)分(fen)為99瓷(ci)(ci)(ci)、95瓷(ci)(ci)(ci)、90瓷(ci)(ci)(ci)、85瓷(ci)(ci)(ci)等品種，有(you)時Al2O3含(han)量(liang)在(zai)80%或75%者也劃為普(pu)通(tong)氧(yang)化鋁(lv)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)系列(lie)。其(qi)中99氧(yang)化鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)材(cai)(cai)料用(yong)于(yu)制作(zuo)高溫坩堝(guo)、耐(nai)(nai)火爐管及(ji)特殊耐(nai)(nai)磨材(cai)(cai)料，如陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)軸承、陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)密封(feng)件(jian)及(ji)水閥片等；95氧(yang)化鋁(lv)瓷(ci)(ci)(ci)主要用(yong)作(zuo)耐(nai)(nai)腐蝕、耐(nai)(nai)磨部件(jian)；85瓷(ci)(ci)(ci)中由于(yu)常摻入部分(fen)滑石，提高了電性(xing)能與機械強度，可與鉬、鈮(ni)、鉭等金屬封(feng)接，有(you)的用(yong)作(zuo)電真空裝置(zhi)器件(jian)。

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二、氧化鋁陶瓷的制作工藝

粉體制備

將入廠的氧化鋁粉按照不同的產品要求與不同成型工藝制備成粉體材料。粉體粒度在1μm以下，若制造高純氧化鋁陶瓷制品除氧化鋁純度在99.99%外，還需超細粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時，粉料中需引入粘結劑與可塑劑，一般為重量比在10－30%的熱塑性塑膠或樹脂?有機粘結劑應與氧化鋁粉體在150－200溫度下均勻混合，以利于成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加入粘結劑。若采用半自動或全自動干壓成型，對粉體有特別的工藝要求，需要采用噴霧造粒法對粉體進行處理、使其呈現圓球狀，以利于提高粉體流動性便于成型中自動充填模壁。此外，為減少粉料與模壁的摩擦，還需添加1～2%的潤滑劑，如(ru)硬脂(zhi)酸(suan)，及粘結劑PVA。

欲干壓成型時(shi)需對(dui)粉(fen)體噴霧造粒，其中引入聚乙烯(xi)醇作(zuo)為(wei)粘(zhan)結(jie)劑(ji)。上海某研究所開發一種水(shui)溶性(xing)石(shi)蠟用作(zuo)Al203噴霧造粒的(de)(de)粘(zhan)結(jie)劑(ji)，在加熱情況下有(you)很好(hao)的(de)(de)流動(dong)(dong)性(xing)。噴霧造粒后的(de)(de)粉(fen)體必須具備(bei)流動(dong)(dong)性(xing)好(hao)、密度松散，流動(dong)(dong)角摩擦溫度小于30℃。顆粒級配(pei)比理想等條(tiao)件，以(yi)獲(huo)得(de)較大素坯密度。

成型方法

氧化(hua)鋁陶瓷(ci)制品成(cheng)(cheng)型(xing)方法(fa)有干(gan)壓(ya)(ya)、注(zhu)(zhu)漿、擠(ji)壓(ya)(ya)、冷(leng)等(deng)(deng)靜壓(ya)(ya)、注(zhu)(zhu)射、流延、熱壓(ya)(ya)與(yu)(yu)熱等(deng)(deng)靜壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)等(deng)(deng)多(duo)種方法(fa)。近(jin)幾年(nian)來國內(nei)外又開發出壓(ya)(ya)濾成(cheng)(cheng)型(xing)、直接凝(ning)固注(zhu)(zhu)模成(cheng)(cheng)型(xing)、凝(ning)膠注(zhu)(zhu)成(cheng)(cheng)型(xing)、離心注(zhu)(zhu)漿成(cheng)(cheng)型(xing)與(yu)(yu)固體(ti)自由成(cheng)(cheng)型(xing)等(deng)(deng)成(cheng)(cheng)型(xing)技術方法(fa)。不(bu)同的(de)產(chan)品形狀、尺(chi)寸、復雜造型(xing)與(yu)(yu)精(jing)度的(de)產(chan)品需要不(bu)同的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)方法(fa)。

常用成型介紹

1、干壓(ya)(ya)(ya)成型：氧化(hua)鋁(lv)陶瓷干壓(ya)(ya)(ya)成型技術僅限于形狀單純且內(nei)壁(bi)厚度超過1mm，長度與(yu)直徑之比不大于4∶1的(de)物件(jian)。成型方(fang)(fang)法(fa)有(you)單軸向或雙(shuang)向。壓(ya)(ya)(ya)機(ji)有(you)液壓(ya)(ya)(ya)式(shi)、機(ji)械式(shi)兩種(zhong)，可呈半自(zi)動(dong)或全自(zi)動(dong)成型方(fang)(fang)式(shi)。壓(ya)(ya)(ya)機(ji)最大壓(ya)(ya)(ya)力為200Mpa。產(chan)量每分鐘可達(da)15～50件(jian)。由于液壓(ya)(ya)(ya)式(shi)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)沖程壓(ya)(ya)(ya)力均勻(yun)(yun)，故在粉(fen)料充(chong)填(tian)有(you)差異時壓(ya)(ya)(ya)制(zhi)件(jian)高(gao)度不同。而機(ji)械式(shi)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)施(shi)加壓(ya)(ya)(ya)力大小因(yin)(yin)粉(fen)體(ti)充(chong)填(tian)多少而變化(hua)，易導致燒結后尺(chi)寸(cun)收(shou)縮產(chan)生差異，影(ying)響產(chan)品質量。因(yin)(yin)此干壓(ya)(ya)(ya)過程中粉(fen)體(ti)顆粒(li)均勻(yun)(yun)分布(bu)對模具充(chong)填(tian)非常(chang)重要。充(chong)填(tian)量準確與(yu)否對制(zhi)造(zao)的(de)氧化(hua)鋁(lv)陶瓷零(ling)件(jian)尺(chi)寸(cun)精度控制(zhi)影(ying)響很大。粉(fen)體(ti)顆粒(li)以大于60μm、介于60～200目(mu)之間可獲最大自(zi)由流(liu)動(dong)效果(guo)，取得最好(hao)壓(ya)(ya)(ya)力成型效果(guo)。

2、注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)法：注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)是(shi)氧化(hua)鋁陶瓷使用(yong)最早的(de)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方法。由(you)于采用(yong)石膏(gao)模(mo)、成(cheng)(cheng)本低且易(yi)于成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)大尺寸、外形復雜的(de)部件。注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)的(de)關(guan)鍵是(shi)氧化(hua)鋁漿(jiang)(jiang)(jiang)料的(de)制備。通常以水為(wei)熔劑(ji)介質，再(zai)加入解膠劑(ji)與粘結(jie)劑(ji)，充分(fen)研磨之后排(pai)氣，然后倒注(zhu)入石膏(gao)模(mo)內。由(you)于石膏(gao)模(mo)毛細(xi)管對(dui)水分(fen)的(de)吸(xi)附，漿(jiang)(jiang)(jiang)料遂固(gu)化(hua)在模(mo)內。空心注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)時，在模(mo)壁吸(xi)附漿(jiang)(jiang)(jiang)料達(da)要(yao)求厚(hou)度(du)時，還需(xu)將多余漿(jiang)(jiang)(jiang)料倒出。為(wei)減少(shao)坯(pi)體(ti)收縮量(liang)、應盡量(liang)使用(yong)高濃度(du)漿(jiang)(jiang)(jiang)料。

氧化鋁陶瓷漿(jiang)料中還需加(jia)入有機添加(jia)劑(ji)以使(shi)(shi)料漿(jiang)顆粒表面形(xing)成雙電層(ceng)使(shi)(shi)料漿(jiang)穩定懸(xuan)浮不沉淀。此外還需加(jia)入乙烯醇(chun)、甲基纖維素、海藻酸胺等粘結劑(ji)及聚丙烯胺、阿拉伯樹膠等分散劑(ji)，目的均在于使(shi)(shi)漿(jiang)料適(shi)宜注(zhu)漿(jiang)成型操作(zuo)。

三、特點

1、硬度大

經(jing)中(zhong)科院上海硅酸鹽研究所測定，其(qi)洛(luo)氏硬度(du)(du)為HRA80-90，硬度(du)(du)僅(jin)次于金剛石，遠遠超過耐(nai)(nai)磨(mo)鋼(gang)和不銹鋼(gang)的耐(nai)(nai)磨(mo)性能(neng)。

2、耐磨性(xing)能極好(hao)

經中南大學粉(fen)末冶(ye)金研(yan)究所(suo)測定(ding)，其耐磨性相當于(yu)錳(meng)鋼的266倍，高鉻鑄鐵(tie)的171.5倍。根據我們(men)十幾(ji)年(nian)來(lai)的客戶跟蹤(zong)調(diao)查，在同等工況下，可至少延長設(she)備使用壽(shou)命(ming)十倍以上。

3、重量輕

其密(mi)度為3.5g/cm3，僅(jin)為鋼鐵的一半，可大大減輕設備負荷。