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超低鈉小原晶α氧化鋁對陶瓷燒結性能的影響研究

作者:小(xiao)編(bian) 瀏覽量: 時間:2024-08-12

信息摘要:

本文(wen)深入研(yan)究了超(chao)低(di)(di)(di)鈉(na)小原(yuan)(yuan)晶(jing)α氧化(hua)鋁(lv)的(de)(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒結(jie)性(xing)能(neng)。通(tong)過(guo)對原(yuan)(yuan)晶(jing)粒度、Na?O 含(han)量(liang)、粉體(ti)粒度分(fen)布以(yi)及燒結(jie)溫度等因素(su)的(de)(de)探討,揭示(shi)了其(qi)對陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒結(jie)性(xing)能(neng)的(de)(de)重(zhong)要(yao)影響。研(yan)究表明,原(yuan)(yuan)晶(jing)粒度越(yue)(yue)(yue)小、Na?O 含(han)量(liang)越(yue)(yue)(yue)低(di)(di)(di)、粉體(ti)粒度越(yue)(yue)(yue)細,氧化(hua)鋁(lv)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)越(yue)(yue)(yue)致密(mi),燒結(jie)性(xing)能(neng)越(yue)(yue)(yue)佳。以(yi)國內某公司(si)的(de)(de)超(chao)低(di)(di)(di)鈉(na)小原(yuan)(yuan)晶(jing)α氧化(hua)鋁(lv)為(wei)原(yuan)(yuan)料,在特定條件下燒結(jie),陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)試塊燒結(jie)密(mi)度可達(da)到(dao)理論燒結(jie)密(mi)度的(de)(de) 99.5%以(yi)上,展(zhan)現出優良的(de)(de)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒結(jie)活性(xing)。這為(wei)氧化(hua)鋁(lv)先進(jin)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)技術(shu)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)提供(gong)了重(zhong)要(yao)的(de)(de)原(yuan)(yuan)料支持(chi),有助(zhu)于推動陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)行(xing)業向精細化(hua)、小型化(hua)、低(di)(di)(di)溫燒結(jie)的(de)(de)方(fang)向發(fa)(fa)展(zhan)。對于關注陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)材料、先進(jin)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)技術(shu)以(yi)及氧化(hua)鋁(lv)粉體(ti)應用的(de)(de)讀者來(lai)說,本文(wen)具有重(zhong)要(yao)的(de)(de)參考價值。

超低鈉小原晶α氧化鋁對陶瓷燒結性能的影響研究(圖1)

本文詳細(xi)研究(jiu)了低鈉小(xiao)原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)α氧化(hua)鋁(lv)的(de)(de)原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)、Na?O含量(liang)、粉體(ti)粒(li)度(du)分布(bu)以(yi)及燒結(jie)溫(wen)度(du)對陶瓷(ci)燒結(jie)性(xing)(xing)能的(de)(de)影響(xiang)。研究(jiu)結(jie)果表明原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)越小(xiao)、Na?O含量(liang)越低、粉體(ti)粒(li)度(du)越細(xi),所(suo)得氧化(hua)鋁(lv)陶瓷(ci)越致密(mi)(mi)。以(yi)淄博(bo)博(bo)豐鋁(lv)基科技有(you)限公司的(de)(de)超(chao)低鈉小(xiao)原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)α氧化(hua)鋁(lv)(Na?O含量(liang)0.02%,原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du)0.2 - 0.5μm)為原(yuan)(yuan)(yuan)料,將粉體(ti)磨(mo)至接近原(yuan)(yuan)(yuan)晶(jing)(jing)(jing)粒(li)度(du),然后通過造粒(li)、干壓所(suo)得生坯在(zai)1600 - 1620℃下燒結(jie),陶瓷(ci)試塊燒結(jie)密(mi)(mi)度(du)達到(dao)理論燒結(jie)密(mi)(mi)度(du)的(de)(de)99.5%以(yi)上,展(zhan)現出優良的(de)(de)陶瓷(ci)燒結(jie)性(xing)(xing)能。

1. 前言

氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)陶瓷(ci)(ci)(ci)廣泛應(ying)用(yong)于(yu)機(ji)械、冶金、化(hua)(hua)(hua)(hua)工、能(neng)(neng)源、環保、航(hang)(hang)天(tian)航(hang)(hang)空、電子、半導體(ti)及(ji)國防(fang)軍工等領域(yu)[1 - 3]。氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)陶瓷(ci)(ci)(ci)按氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)含量的(de)多少可分(fen)為(wei)(wei)92瓷(ci)(ci)(ci)、95瓷(ci)(ci)(ci)和99瓷(ci)(ci)(ci)等[4]。現今氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)先進陶瓷(ci)(ci)(ci)技(ji)術向著精細化(hua)(hua)(hua)(hua)、小型(xing)化(hua)(hua)(hua)(hua)、低(di)溫燒(shao)結(jie)的(de)方向發展。以(yi)99瓷(ci)(ci)(ci)及(ji)99以(yi)上瓷(ci)(ci)(ci)為(wei)(wei)代(dai)表(biao)的(de)特種結(jie)構(gou)陶瓷(ci)(ci)(ci)具有可低(di)溫燒(shao)結(jie)、表(biao)面拋(pao)光效果佳、成瓷(ci)(ci)(ci)機(ji)加工性能(neng)(neng)和微觀組織結(jie)構(gou)優良、成瓷(ci)(ci)(ci)晶粒細小致密及(ji)機(ji)械性能(neng)(neng)高(gao)等特點,是當(dang)今氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)鋁(lv)特種精細陶瓷(ci)(ci)(ci)技(ji)術研究的(de)熱(re)點[5 - 7]。

氧(yang)(yang)(yang)化鋁先進陶瓷(ci)技術的(de)發展需要優(you)異的(de)α氧(yang)(yang)(yang)化鋁粉(fen)(fen)體(ti)(ti)原(yuan)料作為重要支撐,粉(fen)(fen)體(ti)(ti)特性直接影(ying)響陶瓷(ci)的(de)成型及燒結工藝,進而影(ying)響陶瓷(ci)制(zhi)(zhi)品的(de)顯(xian)微結構和綜合性能[8 - 9]。制(zhi)(zhi)備99氧(yang)(yang)(yang)化鋁陶瓷(ci)及99以上氧(yang)(yang)(yang)化鋁陶瓷(ci)需要純度高、煅燒活性好、原(yuan)晶粒度細小、晶粒形貌規則整齊的(de)α氧(yang)(yang)(yang)化鋁粉(fen)(fen)體(ti)(ti)作為原(yuan)料[10]。

目前國(guo)(guo)內99瓷(ci)生(sheng)產(chan)(chan)廠(chang)家多采用進(jin)口低(di)(di)鈉(na)微晶(jing)α氧(yang)化鋁(lv)粉體作為(wei)(wei)原(yuan)料,所得(de)產(chan)(chan)品(pin)可以滿足高端應用的(de)(de)(de)不同嚴苛(ke)需求。例如(ru),國(guo)(guo)內某廠(chang)家以國(guo)(guo)外M公司低(di)(di)鈉(na)小原(yuan)晶(jing)產(chan)(chan)品(pin)LS - 711C為(wei)(wei)原(yuan)料(Na?O含量為(wei)(wei)0.05%,原(yuan)晶(jing)粒(li)度(du)為(wei)(wei)0.5μm)干壓(ya)成型(xing)后經1600℃燒(shao)結所得(de)陶瓷(ci)的(de)(de)(de)燒(shao)結密(mi)度(du)為(wei)(wei)3.94g/cm3,具有優良的(de)(de)(de)燒(shao)結性(xing)能,受到先進(jin)陶瓷(ci)應用市場(chang)的(de)(de)(de)推崇。國(guo)(guo)內同類(lei)產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)(de)研發、生(sheng)產(chan)(chan)起(qi)步較晚,一直以來與(yu)國(guo)(guo)外先進(jin)水(shui)平存在較大差(cha)距(ju)。作為(wei)(wei)國(guo)(guo)內α氧(yang)化鋁(lv)行業的(de)(de)(de)領(ling)軍者(zhe),淄博(bo)博(bo)豐鋁(lv)基科(ke)技有限公司(S公司)經過多年的(de)(de)(de)技術積(ji)淀與(yu)努力,成功開發出高燒(shao)結活性(xing)的(de)(de)(de)超低(di)(di)鈉(na)小原(yuan)晶(jing)α氧(yang)化鋁(lv)產(chan)(chan)品(pin),性(xing)能接近(jin)國(guo)(guo)外先進(jin)水(shui)平。

本文(wen)以S公司開發的超低鈉(na)小原(yuan)(yuan)晶(jing)α氧化鋁為(wei)原(yuan)(yuan)料,詳細探究了(le)原(yuan)(yuan)晶(jing)粒(li)度(一次(ci)粒(li)子大小)、化學純度、粒(li)度大小和燒(shao)結溫度對氧化鋁陶瓷(ci)燒(shao)結性能(neng)的影響。

2. 實驗原料和方法

(1)實驗原料

表1 不同超(chao)低鈉小(xiao)原晶(jing)α氧(yang)化鋁粉體的理(li)化指標

樣品編號化學成分/%a相 (>)/%原品粒度/m原粉粒度 D50/um
A1.0Na.0 Fe.0 sio


A0 - 1>99.8 0.02 0.008 0.01595.00.2 - 0.560 - 80
A0 - 2>99.8 0.02 0.008 0.01595.00.6 - 0.860 - 80
A0 - 3>99.8 0.05 0.008 0.01595.00.2 - 0.560 - 80
A0 - 4>99.8 0.05 0.008 0.01595.00.6 - 0.860 - 80
A0 - 5>99.7 0.10 0.008 0.01593.00.2 - 0.560 - 80

本文(wen)所(suo)用(yong)原料(liao)包括S公司(si)的超(chao)低鈉(na)小(xiao)原晶α氧化(hua)鋁(編號AO - 1,如(ru)圖1所(suo)示)和其它四(si)種不(bu)同(tong)化(hua)學(xue)純度、不(bu)同(tong)原晶粒度的小(xiao)原晶產品(編號AO - 2 ~ AO - 5)。表1列出了所(suo)用(yong)粉(fen)體的理(li)化(hua)指標(biao)。


(2)試驗方法

超低鈉小原晶α氧化鋁對陶瓷燒結性能的影響研究(圖2)

將待測小原晶α氧化鋁樣品,用砂磨(mo)機濕磨(mo)處理,料(liao)漿110℃烘(hong)干,烘(hong)干微粉(fen)摻加適量比(bi)例的(de)粘(zhan)結劑(ji)、脫模劑(ji),經均化、篩分、陳化、壓(ya)制(zhi)(zhi)成型(xing),成型(xing)壓(ya)力60MPa,壓(ya)實試(shi)塊為φ30mm的(de)圓(yuan)柱體,經高溫陶瓷(ci)燒結,制(zhi)(zhi)備陶瓷(ci)試(shi)塊。

陶瓷(ci)試(shi)塊(kuai)制備的工藝技(ji)術特點為低成型壓力、快速(su)提溫燒結,以提高陶瓷(ci)試(shi)塊(kuai)的燒結敏感性。陶瓷(ci)燒結制度工藝如圖(tu)2所示。


(3)性能測試及表征方法

采用掃描電鏡測(ce)定(ding)小原晶α氧化鋁的(de)原晶粒度,X射線衍射儀測(ce)定(ding)α相含量(liang)(liang)(liang),馬(ma)爾(er)文激光粒度儀測(ce)定(ding)粉磨(mo)處理后的(de)小原晶α氧化鋁的(de)粒度分布,使(shi)(shi)用游標卡尺(chi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)樣品燒(shao)結(jie)(jie)(jie)前后的(de)尺(chi)寸,計(ji)(ji)算(suan)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)線收(shou)縮率;使(shi)(shi)用靜水力學天平測(ce)量(liang)(liang)(liang)燒(shao)結(jie)(jie)(jie)前后陶(tao)瓷試樣的(de)質量(liang)(liang)(liang),計(ji)(ji)算(suan)體積密(mi)度。

3. 結果與分析

(1)原晶粒度對陶瓷燒結性能的影響

分別對比了Na?O含量(liang)為(wei)0.02%,原(yuan)晶(jing)(jing)粒度為(wei)0.2 - 0.5μm、0.6 - 0.8μm,以及Na?O含量(liang)為(wei)0.05%,原(yuan)晶(jing)(jing)粒度為(wei)0.2 - 0.5μm、0.6 - 0.8μm的(de)產品,探討原(yuan)晶(jing)(jing)粒度對陶瓷(ci)燒結性能的(de)影響。不同(tong)(tong)樣(yang)品按照(zhao)相同(tong)(tong)的(de)陶瓷(ci)試塊制備工藝(yi)備樣(yang),測定1600℃煅燒后的(de)陶瓷(ci)燒結性能,結果如表2所示(shi)。

樣品編號Na?O/%原品粒度/um壓實密度/(g/cm2)1600℃×2h燒結密度/(g/cm2)燒結線收縮率/%
A0 - 10.020.2 - 0.52.0073.95419.1
A0 - 20.020.6 - 0.82.0793.90117.9
A0 - 30.050.2 - 0.52.0043.94119.0
A0 - 40.050.6 - 0.82.0773.87517.4

表(biao)2結(jie)果表(biao)明低鈉小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)原(yuan)晶(jing)(jing)α氧化鋁原(yuan)晶(jing)(jing)粒(li)度(du)對(dui)陶(tao)瓷燒(shao)結(jie)性能(neng)(neng)有著較為顯著的(de)(de)影響(xiang)。原(yuan)晶(jing)(jing)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao),坯(pi)體的(de)(de)壓(ya)實密(mi)(mi)(mi)度(du)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao),燒(shao)結(jie)密(mi)(mi)(mi)度(du)越(yue)(yue)大(da),收縮率越(yue)(yue)大(da)。這是由于隨著原(yuan)晶(jing)(jing)的(de)(de)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao),它的(de)(de)表(biao)面(mian)積增大(da),相同壓(ya)力(li)(li)下氧化鋁陶(tao)瓷粉體堆積密(mi)(mi)(mi)度(du)減(jian)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao),導(dao)致坯(pi)體的(de)(de)壓(ya)實密(mi)(mi)(mi)度(du)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao);陶(tao)瓷燒(shao)結(jie)致密(mi)(mi)(mi)化的(de)(de)推動(dong)力(li)(li)是顆(ke)粒(li)的(de)(de)表(biao)面(mian)能(neng)(neng),原(yuan)晶(jing)(jing)越(yue)(yue)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao),表(biao)面(mian)能(neng)(neng)越(yue)(yue)大(da),顆(ke)粒(li)緊(jin)密(mi)(mi)(mi)接觸,可(ke)較大(da)程度(du)縮短高(gao)溫(wen)下質點(dian)(dian)的(de)(de)遷(qian)移(yi)距離(li),加快質點(dian)(dian)的(de)(de)擴散,增加質點(dian)(dian)相對(dui)移(yi)動(dong)和相互結(jie)合的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li),燒(shao)結(jie)后陶(tao)瓷更致密(mi)(mi)(mi),相應(ying)的(de)(de)收縮率越(yue)(yue)大(da)[11]。原(yuan)晶(jing)(jing)粒(li)度(du)0.2 - 0.5μm的(de)(de)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)原(yuan)晶(jing)(jing)產品具有優良的(de)(de)陶(tao)瓷燒(shao)結(jie)活性。

(2)化學純度對陶瓷燒結性能的影響

分別(bie)對(dui)比(bi)了(le)三種原晶粒度相近(皆為0.2 - 0.5μm),化學純度不同(Na?O含量分別(bie)為0.02%、0.05%、0.10%)的(de)小原晶α氧化鋁,經過相同的(de)陶瓷試樣制備工(gong)藝處理,測(ce)試了(le)它們(men)1600℃煅(duan)燒(shao)后的(de)陶瓷燒(shao)結性能,結果如表(biao)3所示。

樣品編號Na?O/%壓實密度/(g/cm2)1600℃×2h燒結密度/(g/cm3)燒結線收縮率/%
A0 - 10.022.0073.95419.1
A0 - 30.052.0043.94119.0
A0 - 50.102.0063.89218.2

從表(biao)3的(de)結(jie)果可以看出,不同Na?O含(han)量(liang)對陶瓷(ci)(ci)(ci)的(de)壓實密度(du)基本(ben)沒(mei)有影(ying)響,但對燒結(jie)密度(du)影(ying)響較(jiao)大(da)。隨著(zhu)小原晶(jing)α氧(yang)化鋁(lv)(lv)Na?O含(han)量(liang)的(de)上(shang)升,陶瓷(ci)(ci)(ci)燒結(jie)密度(du)逐漸下(xia)降,燒結(jie)線收縮率也(ye)下(xia)降,尤其是Na?O含(han)量(liang)為(wei)0.1%的(de)樣品,下(xia)降趨勢更為(wei)明顯。這是由(you)于高溫下(xia)Na?O和Al?O?的(de)結(jie)合能力很強,1個(ge)Na?O和11個(ge)Al?O?結(jie)合生成Na?O·11Al?O?,俗稱(cheng)β氧(yang)化鋁(lv)(lv),即使存在(zai)少(shao)量(liang)Na?O,也(ye)會(hui)形成大(da)量(liang)β氧(yang)化鋁(lv)(lv),其結(jie)構(gou)為(wei)松散的(de)層狀結(jie)構(gou),從而影(ying)響氧(yang)化鋁(lv)(lv)陶瓷(ci)(ci)(ci)的(de)致密性[12]。對于用作先進陶瓷(ci)(ci)(ci)原料的(de)小原晶(jing)α氧(yang)化鋁(lv)(lv),Na?O含(han)量(liang)越低越好。

(3)粉體粒度分布對陶瓷燒結性能的影響

超低鈉小原晶α氧化鋁對陶瓷燒結性能的影響研究(圖3)

以S公司的(de)(de)超(chao)低(di)鈉小(xiao)原晶α氧化鋁,統一砂(sha)磨處(chu)理條件(jian),控制(zhi)不(bu)同(tong)砂(sha)磨時間,得到不(bu)同(tong)粒度大小(xiao)及(ji)分布的(de)(de)微粉樣品,經過(guo)相同(tong)的(de)(de)陶(tao)瓷試樣制(zhi)備工(gong)藝處(chu)理,測試了它(ta)們1600℃煅燒(shao)后的(de)(de)陶(tao)瓷燒(shao)結(jie)性能,結(jie)果如表4所示。

樣品編號激光粒度/um壓實密度/(g/cm3)1600℃×2h燒結密度/(g/cm3)燒結線收縮率/%


D10D50D90D100




0.1051.0992.8685.2541.9523.97220.8

0.1121.5413.8735.9452.0073.95419.1

0.1212.0265.0268.1252.0113.93018.7

0.1282.5535.8989.7512.0173.89718.0

0.1403.5877.5211.5572.0193.82717.2

從(cong)表4的(de)結果看(kan),超低鈉小原(yuan)晶(jing)α氧化(hua)鋁(lv)粉體粒(li)度(du)(du)分布對它(ta)的(de)陶瓷燒結性能有顯著的(de)影響。粉體粒(li)度(du)(du)越細,它(ta)的(de)壓實(shi)密(mi)度(du)(du)越小,陶瓷燒結密(mi)度(du)(du)更高,相應(ying)的(de)燒結收(shou)縮(suo)率更大(da)。當超低鈉小原(yuan)晶(jing)α氧化(hua)鋁(lv)被粉磨加(jia)工到接近其原(yuan)晶(jing)粒(li)度(du)(du)大(da)小時

當超(chao)低(di)鈉小(xiao)原(yuan)(yuan)晶(jing)α氧(yang)化(hua)鋁(lv)被(bei)(bei)粉(fen)(fen)磨加(jia)工到(dao)接近(jin)其(qi)原(yuan)(yuan)晶(jing)粒(li)(li)度(du)大小(xiao)時,燒結(jie)密度(du)達到(dao)理論燒結(jie)密度(du)(3.984g/cm3)的(de)99.5%以上。超(chao)低(di)鈉小(xiao)原(yuan)(yuan)晶(jing)α氧(yang)化(hua)鋁(lv)原(yuan)(yuan)粉(fen)(fen)顆粒(li)(li)由(you)若干個一次(ci)粒(li)(li)子附(fu)聚(ju)而(er)成(cheng)(cheng)(cheng),經過超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)磨處理后(hou)的(de)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)由(you)硬(ying)團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti)及軟團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti)組成(cheng)(cheng)(cheng)。軟團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti)是(shi)高(gao)表(biao)面能(neng)一次(ci)粒(li)(li)子的(de)假性團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti),在(zai)(zai)(zai)壓制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)過程中(zhong)(zhong)輕(qing)易被(bei)(bei)打開;硬(ying)團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti)是(shi)尚未(wei)完全打開的(de)一次(ci)粒(li)(li)子附(fu)聚(ju)體(ti)(ti),壓制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)時被(bei)(bei)殘留在(zai)(zai)(zai)坯體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)。陶瓷燒結(jie)時由(you)于(yu)硬(ying)團(tuan)聚(ju)體(ti)(ti)的(de)存在(zai)(zai)(zai)降低(di)了燒結(jie)活(huo)性,最(zui)終無法得到(dao)高(gao)的(de)燒結(jie)密度(du)[13]。因而(er),超(chao)低(di)鈉小(xiao)原(yuan)(yuan)晶(jing)粉(fen)(fen)體(ti)(ti)在(zai)(zai)(zai)用作99瓷原(yuan)(yuan)料時,盡可(ke)能(neng)充分超(chao)細(xi)粉(fen)(fen)磨至原(yuan)(yuan)晶(jing)粒(li)(li)度(du),并且粒(li)(li)度(du)分布要均勻集中(zhong)(zhong)。

(4)燒結溫度對陶瓷燒結性能的影響

將S公司的(de)超低鈉小原晶α氧(yang)化鋁,砂磨處理至(zhi)粉體粒(li)度(du)(D50)為1.099μm,經過陶(tao)瓷(ci)試樣制備(bei),以相同(tong)燒(shao)成制度(du)分別在1540℃、1580℃、1600℃、1620℃、1650℃下燒(shao)結成瓷(ci),測定超低鈉小原晶α氧(yang)化鋁適宜的(de)陶(tao)瓷(ci)燒(shao)成溫(wen)度(du),結果(guo)如表5所示。

樣品編號陶瓷燒結溫度/℃壓實密度/(g/cm3)燒結密度/(g/cm3)燒結線收縮率/%
A0 - 115401.9523.89519.5

15801.9523.95720.3

16001.9523.97220.8

16201.9523.97320.9

16501.9523.96820.9

從表5結(jie)(jie)(jie)(jie)果看,當陶(tao)瓷燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)達(da)到1540℃時,燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)達(da)到理(li)論燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)的97.8%,呈現出較(jiao)為(wei)優良的陶(tao)瓷燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)活(huo)性(xing);當煅燒(shao)(shao)溫(wen)度(du)(du)(du)達(da)到1600 - 1620℃時,燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)達(da)到理(li)論燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)的99.5%以(yi)上;繼續升高至1650℃,燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)密(mi)(mi)度(du)(du)(du)反而(er)降低(di)(di)。這(zhe)是由于(yu)隨著燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)升高,晶界遷移(yi)和(he)晶界擴(kuo)散(san)速率加快,當達(da)到適(shi)宜陶(tao)瓷燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)溫(wen)度(du)(du)(du)時,晶界遷移(yi)與擴(kuo)散(san)速率達(da)到最(zui)大(da)(da),此時陶(tao)瓷坯體致密(mi)(mi)化程度(du)(du)(du)最(zui)高;繼續升溫(wen),晶界擴(kuo)散(san)緩慢,導致晶粒發(fa)生異常長大(da)(da),陶(tao)瓷致密(mi)(mi)性(xing)反而(er)降低(di)(di)[14]。超低(di)(di)鈉小原(yuan)晶粉(fen)體在(zai)用(yong)作99瓷原(yuan)料(liao)時,可(ke)以(yi)實現1600 - 1620℃的低(di)(di)溫(wen)陶(tao)瓷燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie),大(da)(da)大(da)(da)降低(di)(di)了(le)陶(tao)瓷燒(shao)(shao)結(jie)(jie)(jie)(jie)成本。

4. 結論

超低鈉小(xiao)原晶α氧化鋁粉體原晶粒度(du)、Na?O含量、粉體粒度(du)分(fen)布(bu)、燒結溫度(du)等(deng)因(yin)素對陶(tao)瓷燒結性能影響較(jiao)大。原晶粒度(du)越(yue)(yue)小(xiao)、Na?O含量越(yue)(yue)低、粉體粒度(du)越(yue)(yue)細,氧化鋁陶(tao)瓷越(yue)(yue)致密(mi),陶(tao)瓷燒結性能越(yue)(yue)佳。

淄博博豐鋁(lv)(lv)基科技有(you)限(xian)公司的超低鈉小原(yuan)晶(jing)α氧化鋁(lv)(lv),Na?O含(han)量為(wei)0.02%,原(yuan)晶(jing)粒(li)度(du)0.2 - 0.5μm,當粉體(ti)超細粉磨至接近原(yuan)晶(jing)粒(li)度(du)時,在1600 - 1620℃下可以實(shi)現陶瓷(ci)燒(shao)結,燒(shao)結密(mi)度(du)達到理(li)論(lun)燒(shao)結密(mi)度(du)的99.5%以上,具有(you)優(you)良的陶瓷(ci)燒(shao)結活(huo)性。

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超低鈉小原晶α氧化鋁對陶瓷燒結性能的影響研究(圖4)

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