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使用添加剂会对氧化铝陶瓷烧结温度有何影响

日期: 2020-10-12
浏览: 34

氧化铝陶瓷是一种硬度强度高、绝缘性能好、介电损耗低、耐高温腐蚀磨损等特点的先进陶瓷材料,陶瓷材料中氧化铝的含量通常在75~99.9%之间,氧化铝瓷广泛应用于化工能源、冶金化学、生物医学、机械电子等多种领域。但是,氧化铝颗粒必须要在1700℃高温环境下烧结时才能形成相互键连,这种高温烧结在业内加工难度较大且成本高;陶瓷厂家通过降低氧化铝粉体粒度与添加结助剂的方式,将陶瓷烧结温度控制在1500℃以下,不但能够有效控制企业的陶瓷生产成本,而且还能改善陶瓷性能增加密度。

 

添加剂的类型和特征


添加剂的作用机理与其离子半径和化合价有关,根据作用机理的不同,可以把添加剂分为两大类:第一类是生成液相,这类添加剂如氧化硅、氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡等氧化物,在晶界形成低熔点的过冷液相,通过改善玻璃相结构来提升陶瓷电气绝缘性能,适于制备电子陶瓷;第二类是生成固溶体,这类添加剂如氧化铬、氧化铁、氧化钛、氧化锰等,它们与氧化铝基体形成置换固溶体,降低陶瓷烧结温度,缺点是体积电阻率会下降,适于制备力学硬度要求的工业陶瓷件。

氧化铝陶瓷

1、生成液相添加剂的作用机理:


液相添加剂多为立方密堆积型晶体类型,由于晶体上的结构差异使它们很难与氧化铝相融合,通常是采用杂质聚集晶界的方法减少了它们在陶瓷中的含量,陶瓷在长时间烧结会减少晶界面积与数量,当晶界的杂质浓度不断提高会将陶瓷共融温度降低,一旦满足一定条件就会形成液相,通过促进烧结能够提升陶瓷密度。外汇投资教学网


2、生成固溶体添加剂的作用机理:


固溶体添加剂的晶格类型与氧化铝较为接近,其中氧化铬、氧化铁可与氧化铝形成无限置换固溶体,而氧化钛、氧化锰可与氧化铝形成有限置换固溶体,能够通过改变晶格来降低陶瓷烧结温度,其原理是通过质点扩散或界面移动来实现致密化来促进烧结;固溶体添加剂多为有色添加剂,加入后会改变陶瓷原本的颜色。另外氧化铝电子陶瓷对于此类添加剂采取的态度是慎用或不用,因为此类变价化合物在高温高湿的环境下会发生电子转移的情况,从而导致介电损耗增加,体积电阻率降低。


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