《氧化铝陶瓷》PPT课件

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1、特种陶瓷工艺学主讲：刘维良材料科学与工程学院2氧化铝陶瓷2.1Al2O3的结晶形态与性能Al2O3有许多种同质多晶变体，但主要有三种，即γ-Al2O3，β-Al2O3和α-Al2O3。Al2O3的晶型转化关系如图所示2氧化铝陶瓷2氧化铝陶瓷γ-Al2O3尖晶石型(立方)结构密度较小，为3.42~3.47g/cm3高温下不稳定机电性能差β-Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物密度3.30~3.63g/cm3呈现离子型导电2氧化铝陶瓷α-Al2O3属三方晶系密度3.96~4.01g/cm3结构最紧密，活性低，高温稳定电学性质最好，具有优良的机电性能莫氏硬度

2、为92氧化铝陶瓷2.2Al2O3原料的制备制取工业Al2O3的原料为铝土矿(bauxite)主要步骤为烧结、溶出、脱硅、分解和煅烧溶解于氢氧化钠(NaOH)中，铝土矿中的杂质都不溶于NaOH偏铝酸钠(NaAlO2)溶液冷却至过饱和态加水分解，析出氢氧化铝(Al(OH)3)的沉淀再将它煅烧，即得到氧化铝2氧化铝陶瓷2.3Al2O3的预烧预烧的目的：是使γ-Al2O3全部转变为α-Al2O3，减少烧成收缩。此外，预烧还可以去除Al2O3原料中的Na2O，提高原料的纯度从而保证产品的性能工业Al2O3预烧时，通常要加入适量的添加物，如H3BO3、NH4F、AlF3等，加

3、入量一般为0.3~3%采用H3BO3添加剂，预烧温度在1400~1450℃左右，保温2~3小时，其反应如下：Na2O+2H3BO3→Na2B2O4↑+3H2O↑如果预烧时采用NH4F，预烧温度为1250℃，保温1~2小时2氧化铝陶瓷对预烧的Al2O3，可以用染色法、光学显微镜法和密度法等来检查γ-Al2O3转变为α-Al2O3的程度染色法光学显微镜法密度法2氧化铝陶瓷2.4Al2O3陶瓷的制造Al2O3陶瓷原料加工机械粉碎方法滚筒式球磨行星式研磨行星式振动磨搅拌球磨机气流粉碎2氧化铝陶瓷滚筒式球磨图2.1间歇式球磨机示意图1－电动机2－离合器操纵杆3－减速器4－摩

4、擦离合器5－大齿圈6－筒身7－加料口8－端盖9－旋塞阀10－卸料管11－主轴头12－轴承座13－机座14－衬板15－研磨图2.2球磨机工作原理2氧化铝陶瓷行星式研磨机结构示意图行星式研磨2氧化铝陶瓷行星式振动磨行星式振动磨机2氧化铝陶瓷搅拌球磨搅拌球磨机的三种型式示意图2氧化铝陶瓷气流粉碎气流粉碎流程示意图1－空气压缩机2－贮气罐3－净化器4－干燥器5－气流粉碎机6－旋风分离器7－袋式收尘器2氧化铝陶瓷合成方法气相法固相法液相法Al2O3陶瓷的配方添加剂的作用添加剂分为两类：一是与Al2O3生成固溶体，采用固相烧结方法；二是能生成液相，采用液相烧结方法。Al2O3

5、陶瓷的常用配方2氧化铝陶瓷Al2O3陶瓷成型注浆成型法热压铸成型可塑法成型挤压成型模压成型流延成型2氧化铝陶瓷2.5Al2O3陶瓷的烧结烧结机理主要有四种看法：(1)蒸发和凝聚；(2)扩散；(3)粘滞流动与塑性流动；(4)溶解和沉淀。添加剂对烧结的影响添加剂对显微结构的影响添加剂对烧结的影响烧成制度升温过程最高烧结温度与保温时间降温方式2氧化铝陶瓷影响烧结的主要因素原始粉料的粒度添加剂的作用烧结温度和保温时间气氛的影响成型压力的影响烧结方法常压烧结热压烧结气氛烧结2氧化铝陶瓷95%Al2O3瓷的烧成曲线图为氧化铝瓷两种烧结制度的比较1—传统的烧结制度；2—控制升温

6、烧结制2氧化铝陶瓷热工设备间歇式窑炉电炉电阻炉感应炉电弧炉电子束炉离子炉高温倒焰窑钟罩窑2氧化铝陶瓷连续式窑隧道窑高温推板窑高温推板窑窑炉辅助设备发热元件①镍铬合金②铁铬铝合金③硅碳棒④硅钼棒热工测量①测温三角锥②热电偶2氧化铝陶瓷2.6Al2O3陶瓷的性能机械强度高电阻率高电绝缘性能好硬度高熔点高，抗腐蚀化学稳定性优良光学特性离子导电性2氧化铝陶瓷2.7Al2O3陶瓷的用途Al2O3陶瓷刀具纯Al2O3陶瓷刀具复合Al2O3陶瓷刀具增韧Al2O3陶瓷刀具Al2O3工业用阀旋塞阀闸阀截止阀球阀电子、电力方面2氧化铝陶瓷化工方面Al2O3陶瓷膜Al2O3涂层医学方面

7、Al2O3更多用于制造人工骨、人工关节、人工牙齿等。建筑卫生陶瓷方面其他方面航空航天高温工业炉复合增强