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納米氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)等性能的研究

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-07-12  瀏覽次數(shù):11385
 納米氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)等性能的研究

 

                                                  

由于氧化鋁陶瓷坯體熔點(diǎn)高,燒結(jié)溫度高達(dá)1800℃,較難燒結(jié),大大消耗了能源,因此,實(shí)現(xiàn)氧化鋁快速低溫?zé)Y(jié)是降低氧化鋁陶瓷能耗和生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。一般情況下,加入某種添加劑,則可以改善燒結(jié)性能,促進(jìn)燒結(jié)。

 

預(yù)燒氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷時(shí),通常要加入適量的添加物,如硼酸鹽,氟化物、高純納米Al2O3(VK-L30)等,這些添加物可以降低預(yù)燒溫度、促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)化、排除Na2O等雜質(zhì)。硼酸鹽除堿效果好,但是耐高溫性能、絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度下降;氟化物可促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)變,且收縮大、活性好,由于是外來(lái)雜質(zhì),引入雜質(zhì)離子,降低了陶瓷質(zhì)量;高純納米氧化鋁(VK-L30)降低燒結(jié)溫度、白度好、純度高、抗摔性強(qiáng)。

 

結(jié)構(gòu)陶瓷件中,對(duì)高純納米Al2O3的要求也很高,以醇鹽法生產(chǎn)的高純納米Al2O3(VK-L30)效果好,其中純度4N-5N,粒度小于50nm,比表10-20。

 

氧化鋁陶瓷的燒結(jié)是通過(guò)表面張力來(lái)使物質(zhì)遷移而得 到實(shí)現(xiàn)。高溫氧化物較難燒結(jié), 主要是它們有較大的晶格能和較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。質(zhì)點(diǎn)遷移需要較高的活化能, 即活性較低。采用純度高,粒徑小, 比表面積大, 表面活性高的單分散超細(xì)Al2O3粉料, 由于顆粒間擴(kuò)算距離短, 只需要較低的燒結(jié)溫度和燒結(jié)活化能。可通過(guò)換算知, 如果氧化鋁尺寸能降低到30nm以下, 則燒結(jié)溫度能降低到1000 度以下。另外, 氧化鋁顆粒粒度的分布范圍要盡可能的窄, 顆粒均勻,如果極細(xì)的顆粒中間夾雜著個(gè)別大顆粒, 燒結(jié)得 到的產(chǎn)品性能很差。

 

案例一:某陶瓷廠,燒結(jié)氧化鋁陶瓷過(guò)程中,能耗高一直非常頭疼,用普通的氧化鋁一直不能降低燒結(jié)溫度和降低能耗。加入1-5%的高純納米氧化鋁(VK-L30),可以使Al2O3瓷的燒結(jié)溫度降低50-150℃ ,增加韌性、白度、純度,不易碎瓷,并且大大節(jié)約能源,大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

 

添加高純納米氧化鋁(VK-L30)5%后,收縮率達(dá)到19%,對(duì)氧化鋁陶瓷的燒結(jié)有較好的的作用,促 進(jìn)氧化鋁陶瓷的致密化。

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