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氧化鋁陶瓷的添加劑

內容導讀:氧化鋁陶瓷在固相燒結中,少量添加劑(又稱燒結助劑)可與主晶相形成固溶體促進缺陷增加;在液相燒結中,添加劑能改變液相的性質(如黏度、組成等),從而起到促進燒結的作用

  氧化鋁陶瓷在固相燒結中,少量添加劑(又稱燒結助劑)可與主晶相形成固溶體促進缺陷增加;在液相燒結中,添加劑能改變液相的性質(如黏度、組成等),從而起到促進燒結的作用。

 ?、傺趸X陶瓷添加劑與燒結主體形成

  氧化鋁陶瓷固溶體當添加劑與燒結主體的離子大小、晶格類型及電價數接近時,它們能互溶形成固溶體,致使主要晶相的品格發生畸變,缺陷增加,便于結構單元移動而促進燒結。

  一般地說它們之間形成有限置換型固溶體更有助于促進燒結。添加劑離子的電價和半徑與燒結主體離子的電價、半徑相差愈大,則晶格畸變程度愈大,促進燒結的作用也愈明顯。

  例如A1203燒結時,加入3%Cr203形成連續固溶體,可以在1860。C燒結,而加入1%-2%的-ri02時,只需在1600℃左右就能其致密化。

氧化鋁陶瓷

 ?、谘趸喬沾商砑觿┡c燒結主體形成液相添加劑與燒結體的某些組分生成液相

  由于液相中擴散傳質阻力小、流動傳質速度快,因而降低了燒結溫度和提高了坯體的密度。例如在制造95%A1203材料時,一般加入Ca0、Si02,在n(CaO)/n(Si02)一1時,由于生成CaO-AIz03-Si02液相,而使材料在1540℃即能燒結。

 ?、垩趸X陶瓷添加劑與燒結主體形成化合物在燒結透明的A1203制品時

  為抑制二次再結晶,消除晶界上的氣孔,一般加入Mg0,在高溫下形成鎂鋁尖晶石(MgA1304),抑制晶界移動速率,充分排除晶界上的氣孔,顯著促進坯體致密化。

 ?、苎趸X陶瓷添加劑阻止多晶轉變2r02由于有多晶轉變

  體積變化較大而使燒結發生困難,當加入5%Ca0以后,Ca2+進行晶格置換2r4+,由于電價不等而生成陰離子缺位固溶體,同時抑制晶型轉變,使致密化易于進行。

 ?、菅趸X陶瓷添加劑起擴大燒結范圍的作用加入適當添加劑能擴大燒結溫度范圍

  給工藝控制帶來方便例如鋯鈦酸鉛材料的燒結溫度范圍只有20-40。C,如加入適量Laz03和NbzOs以后,燒結溫度范圍可以擴大到80fC。

  必須指出的是添加劑只有加入量適當時才能促進燒結,如不恰當地選擇添加劑或加入量過多,反而會引起阻礙燒結的作用,因為過多量的添加劑會妨礙燒結相顆粒的直接接觸,影響傳質過程的進行。

  氧化鋁陶瓷燒結時添加劑種類和數量對燒結活化能的影響。加入2%氧化鎂使A1203燒結活化能降低到400kj/mol,比純A1203活化能500kj/mol低,因而促進燒結過程。而加入5%Mg0時,燒結活化能升高到545kj/mol,則起抑制燒結的作用。

  不同種類的添加劑對A1203燒結活化能的影響。燒結時加入何種添加劑,加入量多少較合適,目前尚不能完全從理論上解釋或計算,還應根據材料性能要求通過試驗來決定。

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