高純納米氧化鋁在結(jié)構(gòu)陶瓷件中的重要作用

來源：晶瑞納米材料導(dǎo)報(bào)

氧化鋁陶瓷（alumina ceramics ）是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔點(diǎn)高，硬度大，耐化學(xué)腐蝕，優(yōu)良的介電性，是氧化鋁各種形態(tài)中穩(wěn)定的晶型。

用α-Al2O3為原料制備的氧化鋁陶瓷結(jié)構(gòu)件材料，其機(jī)械性能、高溫性能、介電性能及耐化學(xué)腐蝕性能都是非常優(yōu)異的。

影響預(yù)燒質(zhì)量的因素：

預(yù)燒氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷件時(shí)，通常要加入適量的添加物，如硼酸鹽，氟化物、高純納米Al2O3等。添加物可以降低預(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，但是耐高溫性能、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，由于是外來雜質(zhì)，引入雜質(zhì)離子；高純納米氧化鋁（VK-L100G）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的要求也很高，以醇鹽法生產(chǎn)的高純納米Al2O3（VK-L100G）效果，其中純度4N-5N，粒度小于50nm，比表10-20。

添加劑的影響：

由于Al2O3陶瓷坯體熔點(diǎn)高，較難燒結(jié)，若加入某種添加劑，則可以改善燒結(jié)性能，促進(jìn)燒結(jié)。就添加劑來說，大致可分為以下兩大類：一類是與Al2O3生成固溶體，一類是能生成液相。

類添加劑為變價(jià)氧化物，有高純納米氧化鋁（VK-L100G）、TiO2（VK-TA18）、Cr2O3、Fe2O3(VK-E01)及MnO2等。由于其晶格常數(shù)與Al2O3的相接近，因此通常能與Al2O3生成固溶體。同時(shí)它們是變價(jià)氧化物，由于變價(jià)作用，使Al2O3瓷產(chǎn)生缺陷，活化晶格，促進(jìn)燒結(jié)。盡管添加劑有多種，對(duì)于高純瓷件來說適合的添加劑為5N高純氧化鋁（VK-L100G）。例如，加入5-15%的5N高純氧化鋁（VK-L100G） ，可以使Al2O3瓷的燒結(jié)溫度降低50-150℃ ，增加韌性、白度、純度，不易碎瓷，并且大大節(jié)約能源， 5N高純氧化鋁不屬于外來雜質(zhì)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

另一類添加劑即由于生成液相，降低燒成溫度而促進(jìn)Al2O3的燒結(jié)。這一類添加劑有高嶺土、SiO2（VK-SP30）、CaO、MgO(VK-Mg30)等。它們能與其它外加劑生成二、三元或更復(fù)雜的低共熔物。由于出現(xiàn)液相，即液相對(duì)固相的表面濕潤力和表面張力，使固相粒子靠緊并填充氣孔。造成熔點(diǎn)降低的同時(shí)，耐高溫性能下降、絕緣性能下降、機(jī)械強(qiáng)度下降。

 因此，生成固溶體加入高純納米氧化鋁（VK-L100G）的結(jié)構(gòu)陶瓷件，性能更優(yōu)異。