一、氧化鋁陶瓷的類別

氧(yang)化(hua)鋁陶瓷分為(wei)高(gao)純型(xing)與普通型(xing)兩種(zhong)。

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代(dai)鉑坩(gan)堝(guo)；利(li)用其透光(guang)性及可(ke)耐堿(jian)金(jin)屬(shu)腐蝕性用作(zuo)鈉燈管；在電子(zi)工業中可(ke)用作(zuo)集成電路基(ji)板(ban)與高頻(pin)絕緣材料(liao)。

普(pu)通型氧化鋁(lv)陶瓷(ci)(ci)系按Al2O3含量不同分(fen)為99瓷(ci)(ci)、95瓷(ci)(ci)、90瓷(ci)(ci)、85瓷(ci)(ci)等(deng)品種，有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普(pu)通氧化鋁(lv)陶瓷(ci)(ci)系列。其中(zhong)99氧化鋁(lv)瓷(ci)(ci)材(cai)料用(yong)于(yu)制作(zuo)高溫坩堝、耐(nai)火爐管及特殊耐(nai)磨(mo)(mo)材(cai)料，如陶瓷(ci)(ci)軸(zhou)承、陶瓷(ci)(ci)密封件(jian)及水閥片等(deng)；95氧化鋁(lv)瓷(ci)(ci)主要用(yong)作(zuo)耐(nai)腐蝕、耐(nai)磨(mo)(mo)部件(jian)；85瓷(ci)(ci)中(zhong)由于(yu)常摻入部分(fen)滑石，提高了電(dian)性能與機(ji)械強(qiang)度，可與鉬(mu)、鈮、鉭(tan)等(deng)金(jin)屬封接，有的(de)用(yong)作(zuo)電(dian)真空裝置器件(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，如硬(ying)脂(zhi)酸，及粘(zhan)結劑PVA。

欲干壓(ya)成(cheng)型時需對粉體噴霧(wu)(wu)造粒，其中引入聚乙烯醇作為粘結劑。上(shang)海(hai)某研(yan)究(jiu)所開發一種水溶(rong)性石蠟用作Al203噴霧(wu)(wu)造粒的(de)(de)粘結劑，在加(jia)熱情況(kuang)下有很(hen)好(hao)的(de)(de)流動性。噴霧(wu)(wu)造粒后(hou)的(de)(de)粉體必須具(ju)備流動性好(hao)、密(mi)度(du)(du)松散，流動角摩擦溫度(du)(du)小于(yu)30℃。顆粒級(ji)配(pei)比理想等條件(jian)，以獲得較大素坯密(mi)度(du)(du)。

成型方法

氧化鋁陶(tao)瓷制品(pin)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)方法(fa)有干(gan)壓(ya)、注(zhu)漿(jiang)、擠壓(ya)、冷等(deng)(deng)(deng)(deng)靜壓(ya)、注(zhu)射、流延、熱壓(ya)與熱等(deng)(deng)(deng)(deng)靜壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)(deng)多種方法(fa)。近幾年來(lai)國內外(wai)又開(kai)發出壓(ya)濾(lv)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、直接凝固注(zhu)模成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、凝膠注(zhu)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、離心注(zhu)漿(jiang)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與固體(ti)自由成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)(deng)(deng)(deng)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)技術(shu)方法(fa)。不(bu)同的(de)產品(pin)形狀、尺寸、復雜造型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)與精度的(de)產品(pin)需要不(bu)同的(de)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)方法(fa)。

常用成型介紹

1、干壓(ya)(ya)成型：氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)干壓(ya)(ya)成型技(ji)術僅限(xian)于(yu)形狀單純且內(nei)壁厚(hou)度超過1mm，長度與(yu)直徑之比不大(da)于(yu)4∶1的(de)物件(jian)。成型方法有(you)單軸向或雙向。壓(ya)(ya)機(ji)(ji)有(you)液(ye)壓(ya)(ya)式(shi)、機(ji)(ji)械式(shi)兩種，可(ke)呈半自(zi)動(dong)(dong)或全(quan)自(zi)動(dong)(dong)成型方式(shi)。壓(ya)(ya)機(ji)(ji)最大(da)壓(ya)(ya)力為200Mpa。產量每分鐘可(ke)達15～50件(jian)。由于(yu)液(ye)壓(ya)(ya)式(shi)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)沖程壓(ya)(ya)力均勻，故在粉料充填(tian)有(you)差異時(shi)壓(ya)(ya)制件(jian)高度不同。而機(ji)(ji)械式(shi)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)施加(jia)壓(ya)(ya)力大(da)小因(yin)粉體充填(tian)多少而變(bian)化(hua)，易導(dao)致(zhi)燒結后尺寸收縮產生(sheng)差異，影(ying)響產品質量。因(yin)此干壓(ya)(ya)過程中粉體顆粒均勻分布對(dui)模具充填(tian)非常重要(yao)。充填(tian)量準確與(yu)否對(dui)制造(zao)的(de)氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)零件(jian)尺寸精(jing)度控制影(ying)響很大(da)。粉體顆粒以大(da)于(yu)60μm、介(jie)于(yu)60～200目之間(jian)可(ke)獲最大(da)自(zi)由流動(dong)(dong)效(xiao)果，取得最好壓(ya)(ya)力成型效(xiao)果。

2、注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型(xing)法(fa)：注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型(xing)是(shi)(shi)氧化(hua)(hua)鋁(lv)陶瓷(ci)使用最早(zao)的(de)成型(xing)方(fang)法(fa)。由于(yu)采用石(shi)膏模、成本低(di)且易于(yu)成型(xing)大尺(chi)寸、外形(xing)復雜的(de)部件(jian)。注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型(xing)的(de)關鍵是(shi)(shi)氧化(hua)(hua)鋁(lv)漿(jiang)(jiang)(jiang)料的(de)制備。通常(chang)以水(shui)為熔劑(ji)介質，再加入(ru)解膠劑(ji)與粘結劑(ji)，充分(fen)研磨之后(hou)排氣，然后(hou)倒注(zhu)入(ru)石(shi)膏模內。由于(yu)石(shi)膏模毛細管對(dui)水(shui)分(fen)的(de)吸(xi)附(fu)，漿(jiang)(jiang)(jiang)料遂固化(hua)(hua)在模內。空(kong)心注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)時，在模壁吸(xi)附(fu)漿(jiang)(jiang)(jiang)料達要(yao)求(qiu)厚度(du)時，還需將多余(yu)漿(jiang)(jiang)(jiang)料倒出。為減少坯體收縮量(liang)、應盡量(liang)使用高(gao)濃度(du)漿(jiang)(jiang)(jiang)料。

氧化鋁陶瓷漿(jiang)(jiang)料(liao)(liao)中還(huan)(huan)需(xu)加(jia)入有機添(tian)加(jia)劑以使料(liao)(liao)漿(jiang)(jiang)顆粒(li)表(biao)面(mian)形成雙電層(ceng)使料(liao)(liao)漿(jiang)(jiang)穩定懸(xuan)浮不沉(chen)淀。此外還(huan)(huan)需(xu)加(jia)入乙烯醇、甲基纖(xian)維素、海藻酸胺等(deng)粘結劑及聚(ju)丙烯胺、阿拉伯(bo)樹膠等(deng)分散劑，目的(de)均在于使漿(jiang)(jiang)料(liao)(liao)適宜注漿(jiang)(jiang)成型操作。

三、特點

1、硬度大

經中(zhong)科院(yuan)上(shang)海(hai)硅酸鹽研(yan)究所測定，其洛氏硬度(du)為HRA80-90，硬度(du)僅次于金剛石，遠(yuan)遠(yuan)超過(guo)耐磨鋼(gang)和不銹鋼(gang)的耐磨性(xing)能。

2、耐磨(mo)性能極好

經中南大(da)學(xue)粉末冶(ye)金研究所(suo)測定，其耐磨性相當于(yu)錳鋼(gang)的(de)266倍(bei)，高鉻鑄鐵的(de)171.5倍(bei)。根據我們十幾年來的(de)客戶跟蹤調(diao)查，在(zai)同等(deng)工況下，可至少(shao)延長設備(bei)使用壽命十倍(bei)以上。

3、重量輕

其密度為(wei)3.5g/cm3，僅(jin)為(wei)鋼(gang)鐵(tie)的一(yi)半，可大(da)大(da)減輕設(she)備負荷(he)。