石英陶瓷的制备技术及应用进展

石英陶瓷具有热膨胀系数小、热稳定好、介电常数低等优良特性,是诸多结构材料和功能材料领域的关键产品。基于石英陶瓷材料的性能优势及制备工艺,详细分析了高纯石英粉体的制备技术、石英陶瓷制备过程中的关键技术,归纳了提升石英陶瓷各项性能的关键因素及控制原理,分析了石英陶瓷在航空航天、浮法玻璃、电子、冶金、太阳能多晶硅等国家战略需求领域的应用现状,并对石英陶瓷未来的发展方向和解决方案进行了展望。

烧结温度对高纯氧化铝陶瓷结构与性能的影响

以乙醇和异丙醇二元溶剂为体系,高纯氧化镁为烧结助剂,采用流延法制备了高纯氧化铝陶瓷材料,纯度达到99.82%。研究了烧结温度对高纯氧化铝陶瓷致密度、晶粒尺寸及其力学、热学及电学性能的影响。结果表明,在一定范围内,随着温度的升高,高纯氧化铝陶瓷致密化程度增加,晶粒逐渐长大,热导率逐渐升高,介电常数、介电损耗、击穿强度以及体电阻率均有上升的趋势,而抗弯强度先升高后降低,在1650℃烧结时达到最高488.9 MPa。

高纯超细氧化铝陶瓷粉体的湿法研磨及烧结性能研究

高纯超细、高烧结活性的氧化铝陶瓷粉体制造技术是我国先进陶瓷产业发展的主要瓶颈。为了研究上述高纯低温易烧结氧化铝陶瓷粉体,采用湿法研磨的方法,制备粒径小、分布窄的高纯氧化铝陶瓷粉体,利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜和万能材料试验机等手段进行表征,以探讨湿法研磨分散工艺条件和粉体烧结性能。结果表明,在基础比例下,研磨后的粉体粒径小且分布窄,中位粒径D50为0.435μm,D90/D10为5.2。该高纯超细粉体在1550℃下,烧成密度为3.925 g·cm^(–3),三点弯曲强度为471 MPa,烧结后的力学性能最佳。

高纯氧化铝高温烧结特性研究

以5N-Al(OH)_3为原料,分别在1200℃、1300℃、1400℃保温4 h条件下制备了高纯氧化铝粉体。运用SEM、XRD、粒度分布以及粉体比表面积分析等手段,研究了高纯Al_2O_3的高温烧结特性。结果表明,高纯氧化铝在高温烧结时发生聚晶现象,1200℃以后Al(OH)_3演变为α-Al_2O_3,随着烧结温度的升高,烧成产物的平均粒度和比表面积逐渐减小,平均粒度从5.02μm减小至2.666μm,比表面积从7.973m^2/g减小至3.313m^2/g。

添加剂对高铝瓷烧结性质和力学性能的影响

研究滑石、TiO2添加剂对以CaO-Al2O3-SiO2系为基础的高铝瓷的烧结特性和力学性能的影响。研究发现:在高铝瓷中添加剂的作用机理不同于它们在纯氧化铝烧结中的,添加剂的作用大小取决于它们的表面张力。烧结中的粗大气孔、裂纹、粗大晶粒、玻璃相等形成了瓷体的断裂源,降低了强度。

Al_2O_3陶瓷制备及性能分析

以纯Al_2O_3粉、Mg(NO_3)_2·6H_2O、Y(NO_3)_3·6H_2O为原料,于1500℃、1600℃和1700℃常压制备了高纯Al_2O_3陶瓷,研究了烧结温度和烧结助剂的含量对Al_2O_3陶瓷密度、硬度及微观结构的影响。结果表明,添加剂的作用受烧结温度的影响较大,进而影响了烧结体的硬度。

成型和烧结工艺对高纯氧化铝磨球性能的影响

为研究成型和烧结工艺对高纯氧化铝磨球性能的影响,采用团粒法制备形状良好的球坯,利用常压烧结方法制备高纯氧化铝磨球。结果表明,成型机转速和旋转时间对磨球粒径分布有较大的影响。随着烧结温度的提高以及保温时间的延长,高纯氧化铝磨球的质量密度逐渐增加,磨损率逐渐减小。在1 500℃保温210 min制得高纯氧化铝磨球的质量密度为3.15 g/cm^3,磨损率为0.63%。

工业氢氧化铝重溶重结晶制备高纯氧化铝试验研究

研究了用高浓度氢氧化钠溶液溶解工业氢氧化铝并重结晶制备高纯度氧化铝,考察了水质、分级过筛及洗涤、初始氢氧化铝浓度、种分时间和温度对产物中杂质含量的影响。结果表明:用高纯水配制Na2O和Al2O3初始质量浓度分别为170、184 g/L的铝酸钠溶液,并在30℃下种分60 h,所得氢氧化铝中SiO2、Fe2O3杂质质量分数分别低于3.0×10-3%和5.0×10-3%,纯度相对较高,但仍需深度除钠;种分氢氧化铝产物用稀盐酸水热处理后进行焙烧,在超声波作用下,热稀酸中氧化铝晶体和晶间残留的Na2O被脱除,最终所得Al2O3产物中Na2O质量分数低至3.8×10-2%,纯度在99.9%以上。

高纯氧化铝陶瓷的制备工艺研究

本文通过对高纯氧化铝陶瓷制备工艺进行研究,对制备的陶瓷件体积密度、气孔率、微观组织进行测试。研究结果表明,通过对粉体制备、压制、烧结工艺进行控制,能够实现高纯氧化铝陶瓷的制备,该陶瓷具有优良的应用性能,有希望应用于小型化行波管。

烧结助剂对高纯氧化铝陶瓷致密化过程的作用

分别以TiO2和MgO-La2O3复合物为烧结助剂,采用常压烧结工艺制备高纯氧化铝陶瓷。探讨了两类烧结助剂对氧化铝陶瓷显微结构的影响,并分析了其气孔排出过程。结果表明,添加TiO2可以降低高纯氧化铝陶瓷的烧结温度,易发生晶粒二次长大、形成晶内孔。添加MgO-La2O3复合烧结助剂降低烧结温度同时产生第二相物质,阻碍晶界迁移,减小晶粒尺寸,提高坯体致密度。