一、氧化鋁陶瓷的類別

氧化鋁陶瓷(ci)分為高(gao)純型(xing)與普通型(xing)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(dai)鉑坩堝(guo)；利用其透光性(xing)及(ji)可耐堿金屬腐蝕性(xing)用作(zuo)鈉燈管；在電(dian)(dian)子工(gong)業中(zhong)可用作(zuo)集成電(dian)(dian)路基(ji)板與高頻絕緣材(cai)料。

普(pu)通(tong)型氧化鋁陶瓷(ci)(ci)系按Al2O3含量不同(tong)分為(wei)99瓷(ci)(ci)、95瓷(ci)(ci)、90瓷(ci)(ci)、85瓷(ci)(ci)等品種(zhong)，有時Al2O3含量在(zai)80%或(huo)75%者也劃為(wei)普(pu)通(tong)氧化鋁陶瓷(ci)(ci)系列。其中99氧化鋁瓷(ci)(ci)材(cai)料(liao)用(yong)于制(zhi)作高(gao)溫坩堝、耐(nai)火爐管及特殊(shu)耐(nai)磨(mo)材(cai)料(liao)，如陶瓷(ci)(ci)軸(zhou)承、陶瓷(ci)(ci)密封件(jian)(jian)及水閥(fa)片(pian)等；95氧化鋁瓷(ci)(ci)主(zhu)要用(yong)作耐(nai)腐蝕、耐(nai)磨(mo)部件(jian)(jian)；85瓷(ci)(ci)中由于常摻入部分滑石(shi)，提高(gao)了電性能與機(ji)械強度，可與鉬、鈮(ni)、鉭等金屬(shu)封接，有的用(yong)作電真空裝置器件(jian)(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(zhan)結劑(ji)PVA。

欲干壓成型時需對粉(fen)體(ti)噴(pen)霧(wu)造粒，其中引入聚乙(yi)烯醇(chun)作(zuo)為粘結劑(ji)。上海(hai)某研究所開(kai)發(fa)一種(zhong)水溶性(xing)石蠟(la)用作(zuo)Al203噴(pen)霧(wu)造粒的粘結劑(ji)，在加熱情況下有很(hen)好的流動(dong)性(xing)。噴(pen)霧(wu)造粒后的粉(fen)體(ti)必須具備流動(dong)性(xing)好、密(mi)度松散，流動(dong)角(jiao)摩擦溫度小于30℃。顆粒級配(pei)比(bi)理(li)想(xiang)等條(tiao)件，以獲得較大素坯密(mi)度。

成型方法

氧化鋁陶瓷(ci)制品成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方(fang)法(fa)有干壓(ya)、注(zhu)漿(jiang)、擠壓(ya)、冷(leng)等靜壓(ya)、注(zhu)射(she)、流延、熱壓(ya)與熱等靜壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)等多種方(fang)法(fa)。近幾年來國內外又開(kai)發出壓(ya)濾(lv)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、直接(jie)凝固(gu)注(zhu)模成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、凝膠注(zhu)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)、離心注(zhu)漿(jiang)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)與固(gu)體(ti)自(zi)由成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)等成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)技術方(fang)法(fa)。不(bu)同的(de)(de)產品形(xing)狀、尺寸、復雜造型(xing)(xing)與精度的(de)(de)產品需要(yao)不(bu)同的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方(fang)法(fa)。

常用成型介紹

1、干(gan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型：氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)干(gan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型技術僅限于(yu)形狀單(dan)純且內壁厚度(du)(du)超過(guo)1mm，長(chang)度(du)(du)與(yu)(yu)直徑之比不大(da)(da)于(yu)4∶1的物件(jian)。成(cheng)(cheng)型方法(fa)有單(dan)軸向(xiang)(xiang)或(huo)雙(shuang)向(xiang)(xiang)。壓(ya)(ya)機(ji)(ji)有液(ye)壓(ya)(ya)式(shi)(shi)、機(ji)(ji)械式(shi)(shi)兩種(zhong)，可呈半自(zi)動或(huo)全(quan)自(zi)動成(cheng)(cheng)型方式(shi)(shi)。壓(ya)(ya)機(ji)(ji)最大(da)(da)壓(ya)(ya)力為(wei)200Mpa。產量(liang)每分鐘可達15～50件(jian)。由(you)于(yu)液(ye)壓(ya)(ya)式(shi)(shi)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)沖(chong)程壓(ya)(ya)力均勻(yun)，故在粉料充填(tian)有差異(yi)(yi)時壓(ya)(ya)制(zhi)件(jian)高度(du)(du)不同。而機(ji)(ji)械式(shi)(shi)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)施加壓(ya)(ya)力大(da)(da)小(xiao)因(yin)粉體充填(tian)多少而變(bian)化(hua)，易導致燒結后尺寸收縮產生差異(yi)(yi)，影響產品(pin)質量(liang)。因(yin)此干(gan)壓(ya)(ya)過(guo)程中粉體顆(ke)粒均勻(yun)分布對模具充填(tian)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。充填(tian)量(liang)準(zhun)確(que)與(yu)(yu)否對制(zhi)造的氧(yang)化(hua)鋁陶瓷(ci)零件(jian)尺寸精度(du)(du)控(kong)制(zhi)影響很(hen)大(da)(da)。粉體顆(ke)粒以大(da)(da)于(yu)60μm、介于(yu)60～200目之間可獲最大(da)(da)自(zi)由(you)流動效果，取(qu)得(de)最好壓(ya)(ya)力成(cheng)(cheng)型效果。

2、注(zhu)(zhu)漿(jiang)(jiang)成(cheng)型(xing)(xing)法：注(zhu)(zhu)漿(jiang)(jiang)成(cheng)型(xing)(xing)是氧化(hua)(hua)鋁陶瓷使用最早的(de)成(cheng)型(xing)(xing)方法。由于采用石膏模(mo)、成(cheng)本低(di)且易于成(cheng)型(xing)(xing)大尺寸、外(wai)形復雜(za)的(de)部件(jian)。注(zhu)(zhu)漿(jiang)(jiang)成(cheng)型(xing)(xing)的(de)關鍵是氧化(hua)(hua)鋁漿(jiang)(jiang)料(liao)的(de)制備。通常以水(shui)(shui)為(wei)熔(rong)劑(ji)介質，再加入解膠劑(ji)與粘(zhan)結劑(ji)，充分研磨之(zhi)后排氣(qi)，然后倒注(zhu)(zhu)入石膏模(mo)內。由于石膏模(mo)毛(mao)細管對水(shui)(shui)分的(de)吸(xi)附，漿(jiang)(jiang)料(liao)遂固化(hua)(hua)在模(mo)內。空心注(zhu)(zhu)漿(jiang)(jiang)時(shi)，在模(mo)壁(bi)吸(xi)附漿(jiang)(jiang)料(liao)達要求(qiu)厚度時(shi)，還(huan)需將多余漿(jiang)(jiang)料(liao)倒出。為(wei)減少坯(pi)體收縮量、應盡量使用高濃度漿(jiang)(jiang)料(liao)。

氧化鋁陶瓷漿料(liao)中還需加入有機添加劑(ji)以(yi)使料(liao)漿顆粒表面形成雙電層使料(liao)漿穩定懸浮不沉(chen)淀。此外還需加入乙(yi)烯(xi)醇、甲基(ji)纖(xian)維素(su)、海藻酸胺(an)等粘結劑(ji)及聚丙烯(xi)胺(an)、阿(a)拉伯樹膠(jiao)等分散劑(ji)，目的均在于(yu)使漿料(liao)適宜注漿成型操作。

三、特點

1、硬度大

經(jing)中科院(yuan)上海硅酸(suan)鹽研究(jiu)所(suo)測定，其(qi)洛氏硬度為HRA80-90，硬度僅次(ci)于金剛石，遠遠超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性(xing)能(neng)。

2、耐(nai)磨性(xing)能極好

經(jing)中(zhong)南大(da)學粉末冶金研(yan)究所測定，其耐磨性相當于(yu)錳鋼的266倍，高鉻鑄(zhu)鐵的171.5倍。根(gen)據(ju)我們十(shi)幾年來(lai)的客戶(hu)跟(gen)蹤(zong)調查，在同等工況下(xia)，可至少延長設備使用壽命十(shi)倍以上。

3、重量輕

其密度為3.5g/cm3，僅為鋼鐵(tie)的(de)一半，可大大減輕設備(bei)負荷。