氧化鋁(lǚ)陶瓷目前(qián)分(fēn)为(wèi)高(gāo)純型與(yǔ)普通(tòng)型两(liǎng)種(zhǒng)。耐磨板高(gāo)純型氧化鋁(lǚ)陶瓷系(xì)Al2O3含量(liàng)在(zài)99.9%以(yǐ)上(shàng)的(de)陶瓷材料，由于(yú)其(qí)燒結温(wēn)度(dù)高(gāo)达(dá)1650—1990℃，透射波(bō)长为(wèi)1～6μm，一(yī)般制成(chéng)熔融玻璃以(yǐ)取(qǔ)代(dài)鉑坩埚：利用其(qí)透光(guāng)性(xìng)及(jí)可(kě)耐堿金(jīn)屬腐蝕性(xìng)用作(zuò)鈉燈(dēng)管(guǎn);在(zài)電(diàn)子工業中(zhōng)可(kě)用作(zuò)集成(chéng)電(diàn)路(lù)基板與(yǔ)高(gāo)頻絕緣材料。
普通(tòng)型氧化鋁(lǚ)陶瓷系(xì)按Al2O3含量(liàng)不(bù)同(tóng)分(fēn)为(wèi)99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種(zhǒng)，有(yǒu)时(shí)Al2O3含量(liàng)在(zài)80%或(huò)75%者(zhě)也(yě)劃(huà)为(wèi)普通(tòng)氧化鋁(lǚ)陶瓷系(xì)列。其(qí)中(zhōng)99氧化鋁(lǚ)瓷材料用于(yú)制作(zuò)高(gāo)温(wēn)坩埚、耐火(huǒ)爐管(guǎn)及(jí)特(tè)殊耐磨材料，如(rú)陶瓷軸承、陶瓷密封(fēng)件(jiàn)及(jí)水(shuǐ)閥片(piàn)等;95氧化鋁(lǚ)瓷主(zhǔ)要(yào)用作(zuò)耐腐蝕、耐磨部(bù)件(jiàn);85瓷中(zhōng)由于(yú)常摻入部(bù)分(fēn)滑石(dàn)，提(tí)高(gāo)了電(diàn)性(xìng)能(néng)與(yǔ)機(jī)械強(qiáng)度(dù)，可(kě)與(yǔ)钼、铌、钽等金(jīn)屬封(fēng)接，有(yǒu)的(de)用作(zuò)電(diàn)真(zhēn)空裝(zhuāng)置器件(jiàn)。其(qí)制作(zuò)工藝如(rú)下(xià)：
1、粉體(tǐ)制備
将入廠(chǎng)的(de)氧化鋁(lǚ)粉按照不(bù)同(tóng)的(de)産品要(yào)求與(yǔ)不(bù)同(tóng)成(chéng)型工藝制備成(chéng)粉體(tǐ)材料。粉體(tǐ)粒(lì)度(dù)在(zài)1μm微米以(yǐ)下(xià)，若制造高(gāo)純氧化鋁(lǚ)陶瓷制品除氧化鋁(lǚ)純度(dù)在(zài)99.99%外(wài)，還(huán)需超细(xì)粉碎且(qiě)使其(qí)粒(lì)徑分(fēn)布(bù)均勻。耐磨板采用擠压成(chéng)型或(huò)注射成(chéng)型时(shí)，粉料中(zhōng)需引入粘結劑與(yǔ)可(kě)塑劑，一(yī)般为(wèi)重(zhòng)量(liàng)比在(zài)10-30%的(de)热(rè)塑性(xìng)塑胶(jiāo)或(huò)樹(shù)脂，有(yǒu)機(jī)粘結劑應(yìng)與(yǔ)氧化鋁(lǚ)粉體(tǐ)在(zài)150-200℃温(wēn)度(dù)下(xià)均勻混合，以(yǐ)利于(yú)成(chéng)型操作(zuò)。
采用热(rè)压工藝成(chéng)型的(de)粉體(tǐ)原料則不(bù)需加入粘結劑。若采用半自(zì)動(dòng)或(huò)全(quán)自(zì)動(dòng)干(gàn)压成(chéng)型，对(duì)粉體(tǐ)有(yǒu)特(tè)别的(de)工藝要(yào)求，需要(yào)采用噴霧(wù)造粒(lì)法对(duì)粉體(tǐ)進(jìn)行處(chù)理(lǐ)、使其(qí)呈現(xiàn)圆(yuán)球狀，以(yǐ)利于(yú)提(tí)高(gāo)粉體(tǐ)流動(dòng)性(xìng)便于(yú)成(chéng)型中(zhōng)自(zì)動(dòng)充填模壁(bì)。此(cǐ)外(wài)，为(wèi)減少(shǎo)粉料與(yǔ)模壁(bì)的(de)摩擦，還(huán)需添加1～2%的(de)潤滑劑，如(rú)硬(yìng)脂酸(suān)及(jí)粘結劑PVA。欲干(gàn)压成(chéng)型时(shí)需对(duì)粉體(tǐ)噴霧(wù)造粒(lì)，其(qí)中(zhōng)引入聚乙烯醇作(zuò)为(wèi)粘結劑。
2、成(chéng)型方(fāng)法
氧化鋁(lǚ)陶瓷制品成(chéng)型方(fāng)法有(yǒu)干(gàn)压、注漿、擠压、冷(lěng)等静(jìng)压、注射、流延、热(rè)压與(yǔ)热(rè)等静(jìng)压成(chéng)型等多(duō)種(zhǒng)方(fāng)法。近幾(jǐ)年(nián)来(lái)國(guó)內(nèi)外(wài)又開(kāi)發(fà)出(chū)压濾成(chéng)型、直(zhí)接凝固注模成(chéng)型、凝胶(jiāo)注成(chéng)型、離心(xīn)注漿成(chéng)型與(yǔ)固體(tǐ)自(zì)由成(chéng)型等成(chéng)型技術(shù)方(fāng)法。不(bù)同(tóng)的(de)産品形狀、尺寸(cùn)、複雜造型與(yǔ)精度(dù)的(de)産品需要(yào)不(bù)同(tóng)的(de)成(chéng)型方(fāng)法。摘其(qí)常用成(chéng)型介紹：
◆注漿成(chéng)型法：注漿成(chéng)型是(shì)氧化鋁(lǚ)陶瓷使用最(zuì)早(zǎo)的(de)成(chéng)型方(fāng)法。由于(yú)采用石(dàn)膏模、成(chéng)本(běn)低(dī)且(qiě)易于(yú)成(chéng)型大(dà)尺寸(cùn)、外(wài)形複雜的(de)部(bù)件(jiàn)。注漿成(chéng)型的(de)關(guān)鍵是(shì)氧化鋁(lǚ)漿料的(de)制備。通(tòng)常以(yǐ)水(shuǐ)为(wèi)熔劑介質(zhì)，再加入解(jiě)胶(jiāo)劑與(yǔ)粘結劑，充分(fēn)研磨之(zhī)后排气(qì)，然后倒注入石(dàn)膏模內(nèi)。由于(yú)石(dàn)膏模毛(máo)细(xì)管(guǎn)对(duì)水(shuǐ)分(fēn)的(de)吸附，漿料遂固化在(zài)模內(nèi)。耐磨板空心(xīn)注漿时(shí)，在(zài)模壁(bì)吸附漿料达(dá)要(yào)求厚度(dù)时(shí)，還(huán)需将多(duō)餘漿料倒出(chū)。为(wèi)減少(shǎo)坯體(tǐ)收(shōu)縮量(liàng)、應(yìng)盡量(liàng)使用高(gāo)濃度(dù)漿料。
◆ 干(gàn)压成(chéng)型：氧化鋁(lǚ)陶瓷干(gàn)压成(chéng)型技術(shù)僅限于(yú)形狀單純且(qiě)內(nèi)壁(bì)厚度(dù)超过(guò)1mm，长度(dù)與(yǔ)直(zhí)徑之(zhī)比不(bù)大(dà)于(yú)4∶1的(de)物(wù)件(jiàn)。成(chéng)型方(fāng)法有(yǒu)單軸向或(huò)双(shuāng)向。压機(jī)有(yǒu)液压式、機(jī)械式两(liǎng)種(zhǒng)，可(kě)呈半自(zì)動(dòng)或(huò)全(quán)自(zì)動(dòng)成(chéng)型方(fāng)式。压機(jī)最(zuì)大(dà)压力为(wèi)200Mpa.産量(liàng)每分(fēn)鐘(zhōng)可(kě)达(dá)15～50件(jiàn)。由于(yú)液压式压機(jī)沖程压力均勻，故在(zài)粉料充填有(yǒu)差异(yì)时(shí)压制件(jiàn)高(gāo)度(dù)不(bù)同(tóng)。而(ér)機(jī)械式压機(jī)施加压力大(dà)小因(yīn)粉體(tǐ)充填多(duō)少(shǎo)而(ér)變(biàn)化，易導致(zhì)燒結后尺寸(cùn)收(shōu)縮産生(shēng)差异(yì)，影響産品質(zhì)量(liàng)。
因(yīn)此(cǐ)干(gàn)压过(guò)程中(zhōng)粉體(tǐ)颗(kē)粒(lì)均勻分(fēn)布(bù)对(duì)模具充填非(fēi)常重(zhòng)要(yào)。充填量(liàng)準确與(yǔ)否对(duì)制造的(de)氧化鋁(lǚ)陶瓷零(líng)件(jiàn)尺寸(cùn)精度(dù)控制影響很大(dà)。粉體(tǐ)颗(kē)粒(lì)以(yǐ)大(dà)于(yú)60μm、介于(yú)60～200目之(zhī)間(jiān)可(kě)獲最(zuì)大(dà)自(zì)由流動(dòng)效果(guǒ)，取(qǔ)得最(zuì)好(hǎo)压力成(chéng)型效果(guǒ)。
氧化鋁(lǚ)陶瓷漿料中(zhōng)還(huán)需加入有(yǒu)機(jī)添加劑以(yǐ)使料漿颗(kē)粒(lì)表(biǎo)面(miàn)形成(chéng)双(shuāng)電(diàn)层(céng)使料漿穩定(dìng)懸浮不(bù)沉澱。此(cǐ)外(wài)還(huán)需加入乙烯醇、甲基纤維素、海(hǎi)藻酸(suān)胺等粘結劑及(jí)聚丙烯胺、阿拉伯樹(shù)胶(jiāo)等分(fēn)散劑，目的(de)均在(zài)于(yú)使漿料适宜注漿成(chéng)型操作(zuò)。
3、燒成(chéng)技術(shù)
将颗(kē)粒(lì)狀陶瓷坯體(tǐ)致(zhì)密化並(bìng)形成(chéng)固體(tǐ)材料的(de)技術(shù)方(fāng)法叫燒結。燒結即将坯體(tǐ)內(nèi)颗(kē)粒(lì)間(jiān)空洞(dòng)排除，将少(shǎo)量(liàng)气(qì)體(tǐ)及(jí)雜質(zhì)有(yǒu)機(jī)物(wù)排除，使颗(kē)粒(lì)之(zhī)間(jiān)相互生(shēng)长結合，形成(chéng)新(xīn)的(de)物(wù)質(zhì)的(de)方(fāng)法。
燒成(chéng)使用的(de)加热(rè)裝(zhuāng)置最(zuì)广泛使用電(diàn)爐。除了常压燒結，即無压燒結外(wài)，還(huán)有(yǒu)热(rè)压燒結及(jí)热(rè)等静(jìng)压燒結等。連(lián)續热(rè)压燒結雖(suī)然提(tí)高(gāo)産量(liàng)，但設備和(hé)模具費用太高(gāo)，此(cǐ)外(wài)由于(yú)屬軸向受热(rè)，制品长度(dù)受到(dào)限制。热(rè)等静(jìng)压燒成(chéng)采用高(gāo)温(wēn)高(gāo)压气(qì)體(tǐ)作(zuò)压力傳遞介質(zhì)，具有(yǒu)各(gè)向均勻受热(rè)之(zhī)優點(diǎn)，很适合形狀複雜制品的(de)燒結。由于(yú)結構均勻，材料性(xìng)能(néng)比冷(lěng)压燒結提(tí)高(gāo)30～50%。比一(yī)般热(rè)压燒結提(tí)高(gāo)10～15%。
因(yīn)此(cǐ)，目前(qián)一(yī)些高(gāo)附加值氧化鋁(lǚ)陶瓷産品或(huò)國(guó)防軍工需用的(de)特(tè)殊零(líng)部(bù)件(jiàn)、如(rú)陶瓷軸承、反射鏡(jìng)、核燃料及(jí)槍管(guǎn)等制品、场(chǎng)采用热(rè)等静(jìng)压燒成(chéng)方(fāng)法。
此(cǐ)外(wài)，還(huán)有(yǒu)微波(bō)燒結法、電(diàn)弧等離子燒結法、自(zì)蔓延燒結技術(shù)。
4、精加工與(yǔ)封(fēng)裝(zhuāng)工序
有(yǒu)些氧化鋁(lǚ)陶瓷材料在(zài)完成(chéng)燒結后，尚需進(jìn)行精加工。如(rú)可(kě)用作(zuò)人工骨(gǔ)的(de)制品要(yào)求表(biǎo)面(miàn)有(yǒu)很高(gāo)的(de)光(guāng)潔度(dù)、如(rú)鏡(jìng)面(miàn)一(yī)樣(yàng)，以(yǐ)增加潤滑性(xìng)。由于(yú)氧化鋁(lǚ)陶瓷材料硬(yìng)度(dù)較高(gāo)，耐磨板需用更(gèng)硬(yìng)的(de)研磨抛光(guāng)磚(zhuān)材料对(duì)其(qí)作(zuò)精加工。如(rú)SiC、B4C或(huò)金(jīn)剛鑽(zuàn)等。
通(tòng)常采用由粗(cū)到(dào)细(xì)磨料逐級磨削，最(zuì)終(zhōng)表(biǎo)面(miàn)抛光(guāng)。一(yī)般可(kě)采用<1μm微米的(de)Al2O3微粉或(huò)金(jīn)剛鑽(zuàn)膏進(jìn)行研磨抛光(guāng)。此(cǐ)外(wài)激光(guāng)加工及(jí)超聲波(bō)加工研磨及(jí)抛光(guāng)的(de)方(fāng)法亦可(kě)采用。有(yǒu)些氧化鋁(lǚ)陶瓷零(líng)件(jiàn)需與(yǔ)其(qí)它(tā)材料作(zuò)封(fēng)裝(zhuāng)處(chù)理(lǐ)。
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