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氧化铝陶瓷在陶瓷中都有什么作用?

时间: 2020-03-18 09:07:07来源: 宜兴市丁蜀镇奥维斯陶瓷厂

氧化铝陶瓷在陶瓷中都有什么作用?

陶瓷材料为无机非金属材料,通常是指硅酸盐,金属与非金属元素的化合物,工业上分为三大类;传统陶瓷,特种陶瓷,金属陶瓷。氧化铝陶瓷是特种陶瓷。而特种陶瓷主要成分是人工氧化物,碳化物,氮化物和硅化物的烧结材料,常用作工业上耐热,耐蚀等零件。煅烧氧化铝陶瓷就可以使陶瓷达到特种陶瓷的性能是a-Al2O3,耐酸耐碱,是原子晶体

氧化铝陶瓷(alumina ceramics)是一种以α- Al2O3为主晶的陶瓷材料。其Al2O3含量一般在75~99.99%之间。通常习惯以配料中Al2O3的含量来分类。Al2O3含量在75%左右的为“75瓷“,含量在85%左右的为“85瓷“,含量在95%左右的为“95瓷“,含量在99%左右的为“99瓷“。

工业Al2O3是由铝钒土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求不高的,一般通过化学方法来制备。电熔刚玉即是用上述原料加碳在电弧炉内于2000~2400C熔融制得,也称人造刚玉。

Al2O3有许多同质异晶体。根据研究报道过的变体有十多种,但主要有三种,即γ- Al2O3,β- Al2O3,α- Al2O3。Al2O3的晶体转化关系如下图,其结构不同,因此其性质也不同,在1300度以上的高温几乎转变为α- Al2O3。

γ- Al2O3,属尖晶石型(立方)结构,氧原子形呈立方密堆积,铝原子填充在间隙中。它的密度小。且高温下不稳定,机电性能差,在自然界中不存在。由于是松散结构,因此可利用它来制造多孔用途材料。

β- Al2O3是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物。它的化学组成可以近似地用RO·6 Al2O3和R2O·11 Al2O3来表示(RO指碱土金属氧化物,R2O指碱金属氧化物),其结构由碱金属或碱土金属离子如[NaO]ˉ层和[Al11O12]+类型尖晶石单元交叠堆积而成,氧离子排列成立方密堆积,Na+包含在垂直于C轴的松散堆积平面内,在这个平面内可以很快扩散,呈现离子型导电。

α- Al2O3,属三方晶系,单位晶胞是一个尖的菱面体,在自然办只存在α- Al2O3,如刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物。α- Al2O3结构紧密、活性低、高温稳定。它是三种形态中稳定的晶型,电学性质好,具有优良的机电性能。

Al2O3中的化学键是离子键,离子键也称“电价键”,它是由金属原子失去外层电子形成正离子,非金属原子取得电子形成负离子,互相结合形成的。离子键是依靠正负离子间静电引力所产生的化学键,它没有方向性也没有饱和性。A Al2O3陶瓷属于氧化物晶体结构 , 氧化物结构的结合键以离子键为主,它的分子式通常以AmXn表示。A(或者B)表示与氧结合的正离子,n为离子数,x表示氧离子,n表示它的数量。大多数氧化物中的氧离子半径大于正离子的半径。所以它们的结构是以大直径的氧离子密堆排列的骨架,组成六方或面心立方点阵,小直径的正离子嵌入骨架的间隙处。这种陶瓷材料具有高的硬度和熔点。

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