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氧化铝陶瓷
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氧化铝陶瓷的用途,氧化铝陶瓷的应用


2019-09-23

  氧化铝陶瓷的性能和应用

  在熔点超过2000℃的氧化物中,氧化铝是灵活和廉价的材料。而氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用广、用途宽、产量大的陶瓷材料。


氧化铝陶瓷的性能和应用

氧化铝陶瓷的性能和应用


  氧化铝陶瓷简介

  据研究报道,Al2O3有12种同质多晶变体,但应用较多的主要有3种,即α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3,这3种晶体的结构不同,故它们的性质具有很大的差异。

  α-Al2O3是三方晶系,其结构最紧密、化学活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机械性能也最佳。

  β-Al2O3是一种 Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物,它的化学组成中含有一定量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物,并且还可以呈现离子型导电。

  γ-Al2O3是尖晶石型立方结构。在高温下不稳定、力学和电学性能差。但它有较高的比表面积和较强的化学活性,经过技术改进可以作为吸附材料使用。


医用氧化铝陶瓷的应用

医用氧化铝陶瓷的应用

  氧化铝陶瓷的应用

  机械方面

  Al2O3瓷烧结产品的抗弯强度可达250MPa,热压产品可达500MPa。Al2O3陶瓷的莫氏硬度可达到9,加上具有优良的抗磨损性能等,所以广泛地用于制造刀具、球阀、磨轮、陶瓷钉、轴承等,其中以Al2O3陶瓷刀具和工业用阀应用最广。

  1、纯Al2O3陶瓷刀具

  Al2O3陶瓷刀具的最佳切削速度比一般的硬质合金刀具高,可大幅提高对不同材料的切削效率。随着科学工作者的大量研究,添加其它成分构成两相或以固溶体形式存在于基体之中的Al2O3基复合陶瓷和晶须增强陶瓷中。这些技术弥补了纯Al2O3陶瓷的不足,从而提高了它的切削性能和耐用度。

  2、复合Al2O3陶瓷刀具

  Al2O3-碳化物陶瓷刀具,是在Al2O3中添加一定的碳化物,以提高它的强度、耐磨性、抗冲击性以及高温性能等。由于添加了金属,提高了Al2O3与碳化物的连接强度,改善了使用性能,此类陶瓷刀具适合于加工淬火钢、合金钢、锰钢、冷硬铸铁、镍基和钴基合金以及非金属材料等。

  3、增韧Al2O3陶瓷刀具

  增韧Al2O3陶瓷刀具是指在Al2O3基体中添加增韧或增强材料。目前常用的增韧方法有:ZrO2相变增韧、晶须增韧、第二相颗粒弥散增韧等。

  电子/电力方面

  在电子、电力方面,有各种Al2O3陶瓷底板、基片、陶瓷膜、透明陶瓷以及各种Al2O3陶瓷电绝缘瓷件、电子材料、磁性材料等,其中以Al2O3透明陶瓷和基片应用最广。

  1、Al2O3透明陶瓷

  当前透明陶瓷是材料领域研究和应用的重要前沿方向。透明陶瓷作为一种新兴材料,除了本身具有宽范围的透光性外,还具有高热导率、低电导率、高硬度、高强度、低介电常数和介电损耗、耐磨性和耐腐蚀性好等一系列优点。

  2、Al2O3陶瓷基片

  Al2O3陶瓷基片具有机械强度高、绝缘性好、避光性高等优良性能,广泛用于多层布线陶瓷基片、电子封装及高密度封装基片。

  化工方面

  在化工应用方面,Al2O3陶瓷也有较广泛的用途,如Al2O3陶瓷化工填料球、无机微滤膜、耐腐蚀涂层等,其中以Al2O3陶瓷膜和涂层的研究和应用最多。

  Al2O3陶瓷膜

  膜分为有机高分子膜和无机膜等,陶瓷膜与有机高分子膜相比有以下特点:

  医学方面

  在医学方面,Al2O3更多的是用于制造人工骨、人工关节、人工牙齿等。

  优点:Al2O3陶瓷具有优良的生物相容性、生物惰性、理化稳定性及高硬度、高耐磨性,是制备人造骨和人造关节的理想材料。

  缺点:脆性大、断裂韧性低、机加工技术难度高、工艺复杂等。

  建筑/卫生/陶瓷方面

  在建筑卫生陶瓷方面,产品随处可见,如Al2O3陶瓷衬砖、研磨介质、辊棒、陶瓷保护管以及Al2O3质耐火材料等。其中以Al2O3球磨介质应用最广。

  其它方面

  Al2O3陶瓷是目前新材料中研究最多、应用最广的材料之一,除了以上的几种应用外,它还广泛应用于其它一些高科技领域,如航空航天、高温工业炉、复合增强等领域

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