文档介绍：氧化铝(Al2O3)陶瓷
指导教师:
报告人:
报告时间:
前言
氧化铝常见晶型
分类及简要制备流程
特点
应用及主要产品
氧化铝陶瓷的增韧
一篇关于ZrO2增韧的英文文献
应用发展趋势
结束语
引用
目录
前言
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝(Al2O3)为主体的陶瓷材料
较好的传导性、机械强度、耐高温性、绝缘电阻大、硬度高、耐磨、耐腐蚀等一系列优良性能
氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最宽、产量最大的陶瓷材料
作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中含量非常丰富, 在岩石中平均含量为15 .34 %, 是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物
据研究报道,Al2O3 有12 种同质多晶变体
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
前言
常用氧化铝晶型
α-Al2O3(刚玉)
是氧化铝各种型态中最稳定的晶型, 也是自然界中惟一存在的氧化铝的晶型。
是三方晶系, 单位晶包是一个尖的菱面体,-- ,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,在一定条件下可以由其它的两种晶体转换而来。
β-Al2O3
实际上不是氧化铝的变体, 而是一种含碱金属(或碱土金属)的铝酸盐(其通式为R2O ·11Al2O3 , 或RO·6Al2O3)。β-Al2O3 是一种不稳定的化合物, 加热时, 会分解生成Na2O(或RO)和α-Al2O3 ,Na2O 则挥发逸出
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。
常用氧化铝晶型
γ-Al2O3
是氧化铝的低温形态, 由制备工业氧化铝的中间产物——氢氧化铝经煅烧而得。
是尖晶石型立方结构, --。它的氧原子呈立方紧密堆积,铝原子填充在间隙中,这就决定了它在高温下不稳定、力学和电学性能差的缺陷, 在科学应用中很少单独制成材料使用。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。
常用氧化铝晶型
按原料分类
一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类
一类是工业氧化铝
另一类是电熔刚玉。
工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝石、一水软铝石等氧化铝的水化物组成)和高岭土为原料, 通过化学法(主要是碱法, 多采用拜尔法—碱石灰法)处理, 除去硅、铁、钛等杂质制备出氢氧化铝, 再经煅烧而制得, 其矿物成分绝大部分是γ-Al2O3 。工业氧化铝是白色松散的结晶粉末, 颗粒是由许多粒径<0 .1 μm 的γ-Al2O3 晶体组成的多孔球形聚集体, 其孔隙率约为30 %, 平均粒径为40--70 μm。
按原料分类
电熔刚玉是以工业氧化铝或富含铝的原料在电弧炉中熔融, 缓慢冷却使晶体析晶出来, 其Al2O3 含量可达99 %以上,Na2O 含量可减少至0 .1 %--0 .3 %。电熔刚玉的矿物组成主要是α-Al2O3 , 纯正的电熔刚玉呈白色, 称为白刚玉;熔制时加入氧化铬, 可制成红色的铬刚玉;加入氧化锆时可制成锆刚玉;电熔刚玉中含有TiO2 则称钛刚玉。
按原料分类