中國(guó)粉體網(wǎng)訊 氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁為主要原料，以剛玉為主晶相的陶瓷材料。氧化鋁陶瓷有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性，它被廣泛地應(yīng)用于電子、電器、機(jī)械、紡織和航空航天等領(lǐng)域。這也奠定了它在陶瓷材料領(lǐng)域的高地位。由于氧化鋁熔點(diǎn)高達(dá)兩千多度，導(dǎo)致氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度普遍較高，從而使得氧化鋁陶瓷的制造需要使用高溫發(fā)熱體或高質(zhì)量的燃料以及高級(jí)耐火材料作窯爐和窯具，這在一定程度上限制了它的生產(chǎn)和更廣泛的應(yīng)用。
因此，降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度，降低能耗，縮短燒成周期，減少窯爐和窯具損耗，從而降低生產(chǎn)成本，一直是企業(yè)所關(guān)心和急需解決的重要課題。縱觀當(dāng)前各種氧化鋁瓷的低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，歸納起來(lái)，主要是從原料加工、配方設(shè)計(jì)和燒成工藝等三方面來(lái)采取措施。
一、通過(guò)提高氧化鋁粉體的細(xì)度與活性降低瓷體燒結(jié)溫度
與塊狀物相比，粉體具有很大的比表面積，這是外界對(duì)粉體做功的結(jié)果。利用機(jī)械作用或化學(xué)作用來(lái)制備粉體時(shí)所消耗的機(jī)械能或化學(xué)能，部分將作為表面能而貯存在粉體中，此外，在粉體的制備過(guò)程中，又會(huì)引起粉粒表面及其內(nèi)部出現(xiàn)各種晶格缺陷，使晶格活化。
目前，制備超細(xì)活化易燒結(jié)氧化鋁粉體的方法分為二大類，一類是機(jī)械法，另一類是化學(xué)法。機(jī)械法是用機(jī)械外力作用使氧化鋁粉體顆粒細(xì)化，常用的粉碎工藝有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、氣流粉碎等等。通過(guò)機(jī)械粉碎方法來(lái)提高粉料的比表面積，盡管是有效的，但有一定限度，通常只能使粉料的平均粒徑小至1μm左右或更細(xì)一點(diǎn)，而且有粒徑分布范圍較寬，容易帶入雜質(zhì)的缺點(diǎn)
目前化學(xué)法大致有以下3種工藝流程：
l 形成金屬氧有機(jī)基絡(luò)合物溶膠→水解并縮合成含羥基的三度空間高分子結(jié)構(gòu)→溶膠蒸發(fā)脫水成凝膠→低溫煅燒成活性氧化物粉料。
l 含有不同金屬離子的酸鹽溶液和有機(jī)膠混合成溶液→溶膠蒸發(fā)脫水成凝膠→低溫煅燒成粉體
l 含有不同金屬離子的溶膠直接淬火、沉積或加熱成凝膠→低溫煅燒成粉體。
二、通過(guò)瓷料配方設(shè)計(jì)摻雜降低瓷體燒結(jié)溫度
氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度主要由其化學(xué)組成中氧化鋁的含量來(lái)決定，氧化鋁含量越高，瓷料的燒結(jié)溫度越高，除此之外，還與瓷料組成系統(tǒng)、各組成配比以及添加物種類有關(guān)。目前配方設(shè)計(jì)中所加入的各種添加劑，根據(jù)其促進(jìn)氧化鋁陶瓷燒結(jié)的作用機(jī)理不同，可以將它們分為形成新相或固溶體的添加劑和生成液相的添加劑二大類。
1、與氧化鋁形成新相或固溶體的添加劑。
這類添加劑是一些與氧化鋁晶格常數(shù)相接近的氧化物，如氧化鈦、氧化鐵、氧化錳等，在燒成中，這些添加物能與氧化鋁生成固溶體，
這類添加劑促進(jìn)氧化鋁瓷燒結(jié)的作用具有一定的規(guī)律性：①能與氧化鋁形成有限固溶體的添加劑較形成連續(xù)固溶體的添加劑的降溫作用更大；②可變價(jià)離子一類添加劑比不變價(jià)的添加劑的作用大；
③陽(yáng)離子電荷多的、電價(jià)高的添加劑的降溫作用更大。
2、燒成中形成液相的添加劑。
這類添加劑的化學(xué)成分主要有氧化硅、氧化鈣、氧化鎂等，它們能與其它成分在燒成過(guò)程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成溫度低，因而大大地降低了氧化鋁瓷的燒結(jié)溫度。
三、采用特殊燒成工藝降低瓷體燒結(jié)溫度
采用熱壓燒結(jié)工藝，在對(duì)坯體加熱的同時(shí)進(jìn)行加壓，那么燒結(jié)不僅是通過(guò)擴(kuò)散傳質(zhì)來(lái)完成，此時(shí)塑性流動(dòng)起了重要作用，坯體的燒結(jié)溫度將比常壓燒結(jié)低很多，因此熱壓燒結(jié)是降低氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度的重要技術(shù)之一。
在生產(chǎn)實(shí)踐中，為獲得最佳綜合經(jīng)濟(jì)效益，上述低燒技術(shù)往往相互配合使用，其中加入助燒添加劑的方法相對(duì)其它方法而言，具有成本低、效果好、工藝簡(jiǎn)便實(shí)用的特點(diǎn)。另外，從材料角度來(lái)看，通過(guò)摻雜改性技術(shù)，大幅度提高氧化鋁陶瓷的各項(xiàng)機(jī)電性能，用氧化鋁含量低的瓷體代替氧化鋁含量高的瓷體，也是企業(yè)常用的降低氧化鋁陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)溫度的有效技術(shù)手段。
小結(jié)：氧化鋁陶瓷作為先進(jìn)陶瓷中應(yīng)用最廣的一種材料，伴隨著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)技術(shù)裝備水平將快速提高，產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，產(chǎn)品質(zhì)量從低到較高等趨勢(shì)。從氧化鋁陶瓷的應(yīng)用情況看，應(yīng)用范圍越來(lái)越寬，用量越來(lái)越大，特別是在防磨工程和建筑陶瓷生產(chǎn)方面的用量增加將更為顯著。
