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            氧化鋁陶瓷制備方法

            2020-02-24 17:39:00

              氧化鋁陶瓷作為陶瓷質陶瓷,具有高強度、高彈性模量、高溫抗氧化性等優異性能,廣泛應用于制備陶瓷基復合材料、金屬基復合材料等領域,成為目前極有發展前途的無機鹽陶瓷材料。下面小編簡要介紹氧化鋁陶瓷制備方法及應用。

              一、氧化鋁陶瓷制備方法

              氧化鋁陶瓷制備方法主要有助熔劑法、濕氫法、Al-SiO2法、模板法、前驅體法等。

              1、助熔劑法

              助熔劑法是采用硫酸鋁鉀為原料,以硫酸鉀為助熔劑,將硫酸鋁鉀和硫酸鉀按一定比例混合研磨均勻,放入高溫爐中以一定速率升至900~1200℃,焙燒 2~6 h,自然冷卻后對產物進行溶浸處理,得到氧化鋁陶瓷。

              助熔劑法優點是工藝簡單,成本低廉,且硫酸鋁鉀分解過程中能夠得到副產品硫酸鉀,具有一定經濟效益。

              2、濕氫法

              濕氫法是將Al 粉置于Al2O3中,在適當的位置放入單晶Al2O3以誘導陶瓷生長,放入管式爐內,在濕氫氣氛下加熱至1400℃,保持2h,濕氫露點控制為-30℃。通過控制氫氣露點起到對其中水蒸氣含量的控制,制備得到的氧化鋁陶瓷。

              濕氫法優點是氧化鋁陶瓷以螺旋位錯機理生長,產品品質較好。缺點是露點不易控制,受環境濕度因素干擾大,且對實驗設備影響很大。

              3、模板法

              目前,研究報道模板法主要是采用棉花纖維和碳納米管為模板,制備氧化鋁陶瓷。主要工藝過程是首先將棉花纖維浸入5%的AlCl3溶液中2min,80℃下干燥24 h,放入剛玉坩鍋置于烘箱中分別在 800℃、1000℃和1200℃下燒制2h,即得到多晶的氧化鋁陶瓷陶瓷。

              4、Al-SiO2法

              Al-SiO2法是目前制備氧化鋁陶瓷中采用最多的方法。該方法將Al金屬和SiO2粉體混合均勻后,在Ar氣條件下進行反應,反應溫度一般為1300~1500 ℃

              ,反應時間為2~4h,制備得到氧化鋁陶瓷。

              Al-SiO2法優點是原料價格低廉,工藝操作簡單易行。缺點是:制備過程中需要通入保護氣體,限制了其工業應用。

              5、前驅體法

              化學反應前驅體法在水熱條件下進行,原料在高壓釜內發生反應得到前驅體,前驅體已經具有陶瓷或是纖維狀結構,為最終產物的出現提供了骨架。在水熱制備氧化鋁陶瓷中,勃姆石纖維為常見中間體。主要工藝過程是采用 Al(OH)3為前驅體,膠體經水熱反應生成纖維狀勃姆石晶粒,再經常壓下煅燒,得到 α-Al2O3微粉,晶粒仍保持了纖維形狀。

              前驅體法優點是:產物尺寸均一,品質好。缺點是:前驅體的處理比較繁瑣,無法進行連續生產。

              6、模板誘導-水熱法

              模板誘導-水熱法是將模板法和水熱法結合起來,以硫酸鋁為前驅體加入模板劑制備了薄水鋁石陶瓷,并經1200℃煅燒制得了α-Al2O3陶瓷。

              模板劑加入的作用是:(1)降低水熱反應的溫度;(2)控制前驅體形貌,制備高長徑比Al2O3陶瓷。

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