氧化铝陶瓷的介绍及应用

一、简介

氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料。 Al2O3含量一般为75%~99%，按成分中含量分类。含量为75%的陶瓷称为75陶瓷，85%的称为85陶瓷，95%的称为95陶瓷，99%的称为99陶瓷。

高纯氧化铝

2. 制造

由于性能要求、配方、尺寸和成型方法不同，其生产工艺也不同。基本工艺流程为：原料煅烧、研磨、成型、烧结。

(1) 煅烧

目的是将γ转换为-Al2O3 至 α-Al2O3，并排除原料中Na2O等低熔点挥发物。

(2)磨削

煅烧Al2O3需要进行细磨，因为细度对产品性能影响很大。颗粒小于1μm一般占15%~30%，如果大于40%，烧结时会出现严重的晶粒长大，大于10~15%，会明显阻碍烧结。采用球磨工艺，可湿磨和干磨，添加1%~3%的外加剂，可防止颗粒粘结，提高效率。

(3) 成型

可采用灌浆法、成型法、热压法、等静压法等多种方法使用。

(4) 烧结

它对Al2O3陶瓷的密度和结构影响很大，从而也影响产品的性能。 Al2O3陶瓷一般在低于极限温度的条件下烧结，并适当延长保温时间。

三、性能与应用

Al2O3陶瓷根据Al2O3含量和性能的不同，具有广泛的应用范围。

(1)机械强度高。

Al2O3陶瓷的弯曲强度可达250MPa，热压制品可达500MPa。越纯净，强度越高，可以维持到900℃。利用其机械强度，可制成器件陶瓷及其他机械部件。

(2)电阻率高，电绝缘性能好。

室温电阻率为1015Ω·cm，绝缘强度为15kV/mm。利用其绝缘性和强度，可制成火花塞、电路外壳等基板。

(3)硬度高。

莫氏硬度为9，加上优良的耐磨性，因此广泛用于制造刀具、砂轮、磨具、拉丝模、挤压模、轴承等。用Al2O3陶瓷刀具加工汽车发动机和飞机零件时，在高切削速度下可以获得高精度。

(4)熔点高、耐腐蚀。

熔点2050℃，能更好地抵抗Be、Sr、Ni、Al、Fe、Ta、Mn等熔融材料的侵蚀。并且还具有较高的抗NaOH、玻璃和炉渣侵蚀的能力。在惰性气氛中，不与Si、Sb、Bi发生相互作用。因此可用作耐火材料、炉管、玻璃拉丝坩埚、空心球、纤维、热电偶保护套等。

(5)优良的化学稳定性。

许多复合硫化物、磷化物、砷化物、氯化物、氮化物、溴化物、碘化物、氧化物和硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸不与Al2O3反应。因此Al2O3可制成纯金属和单晶生长坩埚、人体关节、人造骨等。

(6)光学性能。

可制成透光材料（透明Al2O3陶瓷），制造钠蒸气灯、微波整流罩、红外窗口、激光振荡元件等。

(7)离子电导率。

用作太阳能电池材料和电池材料。

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