一、氧化鋁陶瓷的類別

氧化(hua)鋁(lv)陶(tao)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代鉑(bo)坩堝(guo)；利(li)用其透光(guang)性(xing)及可(ke)耐堿金屬腐蝕性(xing)用作鈉(na)燈(deng)管；在電(dian)子工業中可(ke)用作集(ji)成電(dian)路(lu)基板(ban)與高頻絕緣(yuan)材料。

普通型氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)系(xi)按Al2O3含量不同(tong)分為99瓷(ci)、95瓷(ci)、90瓷(ci)、85瓷(ci)等(deng)品種，有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)系(xi)列。其中(zhong)99氧(yang)化(hua)鋁瓷(ci)材(cai)(cai)料(liao)用(yong)(yong)于制作高溫(wen)坩堝(guo)、耐火爐(lu)管及特殊耐磨材(cai)(cai)料(liao)，如陶瓷(ci)軸承、陶瓷(ci)密封(feng)件(jian)及水(shui)閥片等(deng)；95氧(yang)化(hua)鋁瓷(ci)主(zhu)要用(yong)(yong)作耐腐蝕、耐磨部件(jian)；85瓷(ci)中(zhong)由于常摻入部分滑石，提高了電性(xing)能(neng)與機械強度，可與鉬、鈮、鉭等(deng)金(jin)屬封(feng)接(jie)，有的用(yong)(yong)作電真(zhen)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，如硬脂酸，及粘結劑PVA。

欲干壓成型時(shi)需對粉體噴霧造粒(li)，其中引入聚乙烯(xi)醇作(zuo)(zuo)為粘結劑。上海(hai)某(mou)研究(jiu)所開發(fa)一種水溶性(xing)石蠟用作(zuo)(zuo)Al203噴霧造粒(li)的(de)粘結劑，在加熱情況下(xia)有(you)很好的(de)流動(dong)性(xing)。噴霧造粒(li)后的(de)粉體必須具備流動(dong)性(xing)好、密度松散(san)，流動(dong)角(jiao)摩擦溫度小于30℃。顆(ke)粒(li)級配比(bi)理(li)想等條件，以獲得(de)較大素坯密度。

成型方法

氧化鋁陶瓷(ci)制(zhi)品成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)方(fang)法有(you)干壓(ya)(ya)、注漿、擠壓(ya)(ya)、冷等(deng)靜(jing)壓(ya)(ya)、注射、流延、熱壓(ya)(ya)與(yu)熱等(deng)靜(jing)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)多種(zhong)方(fang)法。近幾年來國內(nei)外(wai)又開發(fa)出壓(ya)(ya)濾成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)、直接(jie)凝固注模成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)、凝膠注成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)、離心(xin)注漿成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)固體自由成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)技術方(fang)法。不同(tong)的產品形狀、尺(chi)寸、復雜造型(xing)(xing)(xing)(xing)與(yu)精度(du)的產品需(xu)要(yao)不同(tong)的成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)(xing)方(fang)法。

常用成型介紹

1、干(gan)壓(ya)(ya)(ya)成型(xing)：氧化(hua)鋁陶瓷干(gan)壓(ya)(ya)(ya)成型(xing)技術僅限于形狀單純且內壁厚度(du)超(chao)過1mm，長(chang)度(du)與直徑之比不(bu)大(da)于4∶1的物件(jian)。成型(xing)方(fang)法有(you)單軸(zhou)向或(huo)雙向。壓(ya)(ya)(ya)機(ji)有(you)液壓(ya)(ya)(ya)式(shi)(shi)、機(ji)械式(shi)(shi)兩種，可呈半自(zi)動或(huo)全自(zi)動成型(xing)方(fang)式(shi)(shi)。壓(ya)(ya)(ya)機(ji)最大(da)壓(ya)(ya)(ya)力(li)為200Mpa。產量每分鐘可達(da)15～50件(jian)。由于液壓(ya)(ya)(ya)式(shi)(shi)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)沖程(cheng)壓(ya)(ya)(ya)力(li)均勻，故(gu)在粉料(liao)充(chong)填(tian)(tian)有(you)差(cha)異時壓(ya)(ya)(ya)制件(jian)高度(du)不(bu)同。而(er)機(ji)械式(shi)(shi)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)施(shi)加壓(ya)(ya)(ya)力(li)大(da)小因粉體充(chong)填(tian)(tian)多少而(er)變化(hua)，易導致燒結后尺寸(cun)收縮(suo)產生差(cha)異，影響(xiang)產品(pin)質量。因此干(gan)壓(ya)(ya)(ya)過程(cheng)中粉體顆粒均勻分布(bu)對(dui)模具充(chong)填(tian)(tian)非(fei)常重要。充(chong)填(tian)(tian)量準(zhun)確與否對(dui)制造(zao)的氧化(hua)鋁陶瓷零件(jian)尺寸(cun)精度(du)控制影響(xiang)很大(da)。粉體顆粒以(yi)大(da)于60μm、介(jie)于60～200目之間可獲(huo)最大(da)自(zi)由流動效果，取得最好壓(ya)(ya)(ya)力(li)成型(xing)效果。

2、注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型法：注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型是氧化鋁陶瓷使用最(zui)早的(de)(de)成型方法。由于采(cai)用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形(xing)復雜的(de)(de)部件。注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成型的(de)(de)關鍵是氧化鋁漿(jiang)(jiang)(jiang)料的(de)(de)制(zhi)備。通常以(yi)水(shui)為熔劑(ji)介(jie)質，再(zai)加入(ru)解(jie)膠劑(ji)與(yu)粘結劑(ji)，充(chong)分(fen)研磨之后(hou)排氣，然后(hou)倒注(zhu)入(ru)石膏模內。由于石膏模毛細(xi)管對水(shui)分(fen)的(de)(de)吸附(fu)，漿(jiang)(jiang)(jiang)料遂固(gu)化在模內。空心注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)時(shi)，在模壁吸附(fu)漿(jiang)(jiang)(jiang)料達要求厚度時(shi)，還需將(jiang)多(duo)余(yu)漿(jiang)(jiang)(jiang)料倒出。為減少坯(pi)體收縮量(liang)、應盡量(liang)使用高濃(nong)度漿(jiang)(jiang)(jiang)料。

氧化鋁陶瓷漿(jiang)(jiang)(jiang)料中還需(xu)加入有機添加劑(ji)以使(shi)(shi)料漿(jiang)(jiang)(jiang)顆粒表面形成(cheng)雙電層使(shi)(shi)料漿(jiang)(jiang)(jiang)穩定懸浮不沉淀。此外還需(xu)加入乙烯(xi)醇、甲基(ji)纖維素(su)、海(hai)藻酸胺等(deng)粘結劑(ji)及聚(ju)丙(bing)烯(xi)胺、阿(a)拉伯樹膠等(deng)分散劑(ji)，目(mu)的均在于使(shi)(shi)漿(jiang)(jiang)(jiang)料適宜注(zhu)漿(jiang)(jiang)(jiang)成(cheng)型操作。

三、特點

1、硬度大

經中科院(yuan)上海硅酸鹽(yan)研(yan)究所(suo)測定，其洛氏硬(ying)度為HRA80-90，硬(ying)度僅次于金(jin)剛石，遠遠超(chao)過耐磨(mo)鋼(gang)和不銹鋼(gang)的耐磨(mo)性能。

2、耐磨性能極好

經中(zhong)南大學粉末冶金研究所測定，其(qi)耐磨性相當于錳鋼的(de)266倍(bei)，高(gao)鉻鑄鐵的(de)171.5倍(bei)。根據我們十(shi)幾(ji)年來的(de)客戶(hu)跟蹤(zong)調查，在同(tong)等(deng)工況下，可至少延(yan)長設備使(shi)用壽(shou)命十(shi)倍(bei)以上。

3、重量輕

其密(mi)度為3.5g/cm3，僅為鋼鐵(tie)的一半，可大大減(jian)輕(qing)設備負荷(he)。