氧化铝陶瓷简述学习教案.pptx

第一节 氧化物陶瓷概述
一种或两种以上的氧化物
原子结合主要以离子键为主，存在部分共价键。
高熔点，良好的电绝缘性能，优异的化学稳定性和抗氧化性。
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第二
溶解
铝土矿
NaOH溶液
过滤
残渣
二氧化碳
酸化
过滤
滤液
灼烧
NaAlO2
Al(OH)3
Al2O3
1150—1200
B：贫矿石
酸化
H2SO4
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C：高纯度AL2O3
熔融
铝土矿
Al2O3
2000－2400
电弧炉
人造刚玉、电熔刚玉
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2、原料的要求
化学组成精确
纯度高适当小的颗粒尺寸
颗粒分布范围窄
分散性好、无团聚
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3、原料处理
（1）：预烧
使γAl2O3转变成稳定的αAl2O3，避免氧化铝陶瓷在烧结过程中因晶型转变产生裂纹。
利用晶型转变产生热应力，Al2O3原料脆性提高，易于原料进一步细化
可以排除原料中的Na2O，提高原料纯度
关键指标：预烧温度（1300－1400）
预烧温度过低，晶型不能完全转变
预烧温度过高，粉体发生烧结，不易粉碎且活性降低。
添加剂：H3BO3、AlF3、NH4F等。
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（2）原料粉碎
粉料微细化，表面原子数目增多，粉体具有较高的化学表面能，利于粉体参与物理或化学发应
粉体在粉碎过程中，受到热作用或机械力的撞击、碾压、剪切，使原来完整晶格结构受到不同程度的破坏，在颗粒内部出现裂纹、位错，表面原子会出现不同程度的偏离，甚至会呈现无定形状态。即增加了颗粒的缺陷能，质点更容易脱离原有位置的束缚，便于材料在烧结过程中的物质的传递或转移。
总之，粉末微细化，能加速粉料在烧结过程中动力学过程、降低烧结温度和缩短烧结时间、改善和提高陶瓷的各项性能。
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小于1μm占15－30％，若大于40％，烧结时会出现严重晶粒长大。
5μm的颗粒大于10—15％会明显妨碍烧结。
成型方式不同：
注浆成型小于2μm的粉体应达到70%—85%
半干压成型小于2μm的粉体应达到50%—70%
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球磨、振动磨、搅拌磨、气流磨
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干磨和湿磨
球磨：外加1％－3％的助磨剂，如：油酸
吸附于Al2O3粉体表面，形成具有一定离子场分布的新表面
A：分散效应：
减弱粉体间相互作用力，提高分散性，强化研磨效果
B：润滑效应：粉料间相互作用力减弱，摩擦力减小，流动性增加，利于粗颗粒暴露而永受研磨作用，提高研磨效率
C：劈裂效应：粉料受撞击与碾压作用时，会出现裂纹，当应力去除时，裂纹会弥合，而助磨剂会填塞于裂纹处，使之不弥合
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4、高纯Al2O3粉体制备方法
A：铵明矾热分解法
%以上，烧成品半透明，常制备高压钠灯灯管。
B、碳酸铝铵热分解法
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C： 有机铝盐热分解法（sol－gel法）
烷基铝和铝醇盐加水分解而制得氢氧化铝，在进行热分解
D：水热法、共沉淀法
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二、 成型
干压法成型、注浆成型、挤压成型、冷等静压成型、热等静压成型、热压成型、注射成型、流延成型等等。
产品的性状、大小、复杂性与精度要求。
成型时的缺陷，很难在烧成过程中消除
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注浆成型：
26—29％水＋10％阿拉伯树胶水溶液（浓度10％）＋少量的苯＋AL2O3
干压法成型：成型压力60－100MPa
7—8％羧***纤维素（浓度2％）％糊精＋％水＋AL2O3
挤压成型：糊精、工业糖浆、聚醋酸乙烯醇、羧***纤维素、聚乙烯醇
热压成型：
—％油酸＋16－18％石蜡＋AL2O3
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三、 烧结
1、烧结：陶瓷生坯在高温下致密化过程和现象的总称，主要发生发生晶粒和气孔尺寸及其性状的变化。
2、烧结体变化
随温度上升和时间延长，固体颗粒相互键连，晶粒长大，空隙和晶界减小，通过物质传递，总体积收缩，密度增加，最后成为坚硬的具有一定显维结构的多晶烧结体
坯体中晶粒配位性状的变化，如圆形晶粒变成六角形密堆积，球形晶粒变成十四面体密堆积