氧化鋁陶瓷目前分為高純型與普通型兩種。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鉑坩堝:利用其透光性及可耐堿金屬腐蝕性用作鈉燈管;在電子工業(yè)中可用作集成電路基板與高頻絕緣材料。普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種,有時Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料,如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等;95氧化鋁瓷主要用作耐腐蝕、耐磨部件;85 瓷中由于常摻入部分滑石,提高了電性能與機械強度,可與鉬、鈮、鉭等金屬封接,有的用作電真空裝置器件。
配方組成
在95瓷中普遍采用CaO、MgO、SiO2以及過渡金屬和稀土金屬氧化物為添加劑。它能在較低溫度下燒成,在呈微結構中一般會有10%(體積) 的玻璃相和次晶相,在CaO-Al2O3_SiO2系相圖中,最低共溶相溫度為1495℃,當瓷料組成中SiO2/CaO比<2.16時,與剛玉共存的礦物是鈣長石和六鋁酸鈣;而當SiO2/CaO>2.16時,則剛玉將與莫來石和鈣長石共存。
MgO-Al2O3-SiO2系的優(yōu)點是耐酸性好,結構中晶粒細小,但燒結溫度要比CaO-Al2O3-SiO2偏高幾度。引入物Y2O3、La2O3與之復合,可進一步降低燒成溫度。
CaO-MgO-Al2O3-SiO2系兼具燒成溫度低和晶粒小,組織結構較致密,抗酸堿腐蝕能力較強的特點。
95瓷還可添加BaO、BaO-Al2O-SiO2系具有瓷體表面光潔度好,耐酸堿腐蝕性好,體積電阻率高等優(yōu)點。以Cr2O3、MnO2、TiO2等過渡金屬氧化物作為添加劑,便生成著色95瓷,具有燒結溫度低,機械強度高,耐磨性和金屬封接性能好等特點。
75瓷中加入高嶺土、膨潤土、BaCO3、方解石、滑石、菱鎂礦等作為添加物,它有兩類,一類是以SiO2為主要添加物的瓷料,其主晶相除剛玉外,尚有一定量的莫來石相;另一類加入少量CaO,MgO,BaO等堿土金屬氧化物,這類瓷料中的晶相仍以剛玉為多,莫來石熱愛少。
性能優(yōu)異的黑色氧化鋁陶瓷是引入過渡元素Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、V等生成的。如在氧化鋁瓷料中加入3%-4%上述部分過渡元素的混合物,即可燒制黑色氧化鋁陶瓷。
配方實例
幾種95瓷、75瓷的實用配方:
95瓷:
1# 煅燒Al2O393.5%、SiO21.28%、CaCO33.25%、1#蘇州土1.29%
2# 煅燒Al2O394%、燒滑石3%、1#蘇州土3%
3# 煅燒Al2O394%、燒滑石4%
75瓷:
1# 煅燒Al2O365%、1#蘇州土24%、膨潤土2%、BaCO34%、方解石3%、生滑石2%
2# 煅燒Al2O365%、1#蘇州土25%、BaCO3 4%、方解石3%、生滑石3%
3# 煅燒Al2O350%、1#蘇州土10%、膨潤土7%、BaCO35%、方解石3%、生滑石5%
4# 煅燒Al2O370%、1#蘇州土10%、膨潤土7%、BaCO35%、方解石3%、生滑石5%