納米氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)等性能的研究

納米氧化鋁陶瓷低溫?zé)Y(jié)等性能研究《納米陶瓷材料應(yīng)用技術(shù)》05月第08期王航因?yàn)檠趸X陶瓷坯體熔點(diǎn)高,燒結(jié)溫度高達(dá)1800℃,較難燒結(jié),大大消耗了能源,所以,實(shí)現(xiàn)氧化鋁快速低溫?zé)Y(jié)是降低氧化鋁陶瓷能耗和生產(chǎn)成本關(guān)鍵。預(yù)燒氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷時(shí),通常要加入適量添加物,如硼酸鹽,氟化物、高純納米Al2O3（VK-L30）等,這些添加物能夠降低預(yù)燒溫度、促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)化、排除Na2O等雜質(zhì)。硼酸鹽除堿效果好,不過(guò)耐高溫性能、絕緣性能、機(jī)械強(qiáng)度下降;氟化物可促進(jìn)晶型轉(zhuǎn)變,且收縮大、活性好,因?yàn)槭峭鈦?lái)雜質(zhì),引入雜質(zhì)離子,降低了陶瓷質(zhì)量;高純納米氧化鋁（VK-L30）降低燒結(jié)溫度、白度好、純度高、抗摔性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)陶瓷件中,對(duì)高純納米Al2O3要求也很高,以醇鹽法生產(chǎn)高純納米Al2O3（VK-L30）效果最好,其中純度4N-5N,粒度小于50nm,比表10-20。氧化鋁陶瓷燒結(jié)是經(jīng)過(guò)表面張力來(lái)使物質(zhì)遷移而得到實(shí)現(xiàn)。高溫氧化物較難燒結(jié),關(guān)鍵是它們有較大晶格能和較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)。質(zhì)點(diǎn)遷移需要較高活化能,即活性較低。采取純度高,粒徑小,比表面積大,表面活性高單分散超細(xì)Al2O3粉料,因?yàn)轭w粒間擴(kuò)算距離短,只需要較低燒結(jié)溫度和燒結(jié)活化能?？山?jīng)過(guò)換算知,假如氧化鋁尺寸能降低到30nm以下,則燒結(jié)溫度能降低到1000度以下。另外,氧化鋁顆粒粒度分布范圍要盡可能窄,顆粒均勻,假如極細(xì)顆粒中間夾雜著部分大顆粒,燒結(jié)得到產(chǎn)品性能很差。案例一:廣東某陶瓷廠,燒結(jié)氧化鋁陶瓷過(guò)程中,能耗高一直非常頭疼,用一般氧化鋁一直不能降低燒結(jié)溫度和降低能耗。加入1-5%高純納米氧化鋁（VK-L30）,能夠使Al2O3瓷燒結(jié)溫度降低50-150℃從下圖試驗(yàn)對(duì)比能夠看出,添加高純納米氧化鋁（VK-L30）5%后,收縮率達(dá)成19%,對(duì)氧化鋁陶瓷燒結(jié)有很好作用,促進(jìn)氧化鋁陶瓷致密化。案例二:江蘇某精細(xì)陶瓷廠,一直做高質(zhì)量結(jié)構(gòu)陶瓷對(duì)原料篩選極其嚴(yán)格,試用了中國(guó)外多種氧化鋁粉,只有納米氧化鋁（VK-L30）符合要求。納米氧化鋁（VK-L30）呈球形,顆粒間團(tuán)聚度小,能顯著促進(jìn)氧化鋁陶瓷燒結(jié),有利于改善氧化鋁陶瓷成型工藝,降低原料成本和燒成溫度。圖為膽堿水解法做氧化鋁電鏡圖圖為硫酸鋁銨熱解法做氧化鋁電鏡圖圖為醇鹽法做納米氧化鋁（VK-L30）電鏡圖從以上圖中能夠看出,醇鹽法做納米氧化鋁（VK-L30）粒徑細(xì),均勻分布,呈球形,顆粒間團(tuán)聚小、易分散,含有很好燒結(jié)活性。案例三:山東某精細(xì)瓷件廠做出來(lái)氧化鋁陶瓷機(jī)械強(qiáng)度不好,以后經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)覺(jué),納米Al2O3純度越高,強(qiáng)度愈