纳米三氧化二铝在结构陶瓷烧结中的重要作用

纳米三氧化二铝在结构陶瓷烧结中的重要作用

宣城晶瑞，杨; ，， qq:

氧化铝陶瓷（alumina ceramics ）是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优良的介电性，是氧化铝各种形态中zui稳定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。

用α-Al2O3为原料制备的氧化铝陶瓷结构件材料，其机械性能、高温性能、介电性能及耐化学腐蚀性能都是非常优异的。

降低陶瓷烧结温度：

1）工业中预烧氧化铝时，通常要加入适量的添加物，如H3BO4，NH4F，AlF3、高纯纳米氧化铝（VK-L30）等，。添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。加入10%~15%的高纯纳米氧化铝，可以降低烧结温度70-100度。

提高陶瓷的密度和强度：

由于Al2O3陶瓷坯体熔点高，较难烧结，若加入某种添加剂，则可以改善烧结性能，促进烧结。就添加剂来说，大致可分为以下两大类：一类是与Al2O3生成固溶体，一类是能生成液相。

*类添加剂为变价氧化物，有高纯纳米氧化铝（VK-L30）、TiO2、Cr2O3、Fe2O3及MnO2等。由于其晶格常数与Al2O3的相接近，因此通常能与Al2O3生成固溶体。同时它们是变价氧化物，由于变价作用，使Al2O3瓷产生缺陷，活化晶格，促进烧结。尽管添加剂有多种，对于高纯瓷件来说的添加剂为高纯纳米氧化铝（VK-L30）。例如，加入10~15%的高纯纳米氧化铝 ，可以使Al2O3瓷的烧结温度降低70~100℃ ，大大节约能源，并且高纯纳米氧化铝不属于外来杂质，大大提高了产品质量。

另一类添加剂即由于生成液相，降低烧成温度而促进Al2O3的烧结。这一类添加剂有高岭土、SiO2、CaO、MgO等。这时由于它们能与其它外加剂生成二、三元或更复杂的低共熔物。由于出现液相，即液相对固相的表面湿润力和表面张力，使固相粒子靠紧并填充气孔。

氧化铝陶瓷的性能与应用

1.  性能

(1)机械强度高。Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达250MPa，热压产品可达500MPa。 Al2O3成分愈纯，强度愈高。强度在高温下可维持到900℃。利用其机械强度，可以制成装置瓷和其他机械构件。添加纳米氧化铝烧结的陶瓷强度提高，不容易断裂。

(2)电阻率高，电绝缘性能好。常温电阻率1015Ω·cm，绝缘强度15kV/mm。利用其绝缘性和强度，可以制成基板、管座、火花塞、电路管壳等。

(3)硬度高。莫氏硬度为9，加上优良的抗磨损性，广泛用以制造磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。

(4)熔点高，抗腐蚀。熔点2050 ℃，能较好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta、Mn、Fe、Co等熔融金属的侵蚀。对NaOH、玻璃、炉渣的侵蚀也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、热电偶保护套等。

(5)化学稳定性优良。许多复合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及硫酸、盐酸、硝酸、*均不与Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩埚、人体关节、*、羟基磷灰石涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿等。

(6)光学特性。可以制成透光材料（透光Al2O3瓷），用以制造钠蒸汽灯管、微波整流罩、红外窗口、激光振荡元件等。

(7)离子导电性。用作太阳能电池材料和蓄电池材料。

高纯纳米三氧化二铝技术指标：

型号         外观      晶型     粒径     含量       比表面积 m2/g

VK-L300N   白色粉末    a相     1-10um   99.9999%    3-6 

VK-L200N   白色粉末    a相     5-10um   99.9999%    3-6

VK-L30G    白色粉末    a相     30nm     99.999%     10-20

VK-TTG     白色粉末    a相     0.3um    99.999%     5-10

VK-L500G   白色粉末    a相     0.5um    99.999%     5-10

VK-L20YG   白色粉末    γ相    10-20nm  99.999%    100-150

VK-L30     白色粉末    a相     30nm     99.99%      10-20

VK-L100    白色粉末    a相     100nm    99.99%      5-10

VK-L150    白色粉末    a相     150nm    99.99%      5-10

VK-L300    白色粉末    a相     300nm    99.99%      5-10

VK-L500    白色粉末    a相     500nm    99.99%      5-10

VK-TT      白色粉末    a相     0.3um    99.99%      5-10

VK-L20M    白色粉末    混晶    10-20nm   99.99%     100±10

VK-L30M    白色粉末    混晶    30-50nm   99.99%     50±10

VK-L20Y    白色粉末    γ相    10-20nm   99.99%     150-200

VK-L30D    白色粉末    γ相     30nm     99.99%     100-150

VK-L50Y    白色粉末    γ相     50nm     99.99%     100-150

应用范围：

用量：*用量为10左右％，使用者应根据不同体系经过试验决定*添加量。

包装：20公斤/箱