氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)低(dī)温(wēn)燒結技術(shù)


　　氧化鋁(lǚ)陶瓷是(shì)一(yī)種(zhǒng)以(yǐ)Al2O3为(wèi)主(zhǔ)要(yào)原料，以(yǐ)剛玉(yù)(α—Al2O3)为(wèi)主(zhǔ)晶相的(de)陶瓷材料。因(yīn)其(qí)具有(yǒu)機(jī)械強(qiáng)度(dù)高(gāo)、硬(yìng)度(dù)大(dà)、高(gāo)頻介電(diàn)損耗小、高(gāo)温(wēn)絕緣電(diàn)阻高(gāo)、耐化學(xué)腐蝕性(xìng)和(hé)導热(rè)性(xìng)良好(hǎo)等優良綜合技術(shù)性(xìng)能(néng)，以(yǐ)及(jí)原料来(lái)源广、價格相对(duì)便宜、加工制造技術(shù)較为(wèi)成(chéng)熟等優勢，氧化鋁(lǚ)陶瓷已被(bèi)广泛應(yìng)用于(yú)電(diàn)子、電(diàn)器、機(jī)械、化工、紡織、汽車、冶金(jīn)和(hé)航空航天等行業，成(chéng)为(wèi)目前(qián)世界上(shàng)用量(liàng)最(zuì)大(dà)的(de)氧化物(wù)陶瓷材料。然而(ér)，由于(yú)氧化鋁(lǚ)熔點(diǎn)高(gāo)达(dá)2050℃，導致(zhì)氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)普遍(biàn)較高(gāo)(參見(jiàn)表(biǎo)一(yī)中(zhōng)标(biāo)準燒結温(wēn)度(dù))，從而(ér)使得氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)制造需要(yào)使用高(gāo)温(wēn)發(fà)热(rè)體(tǐ)或(huò)高(gāo)質(zhì)量(liàng)的(de)燃料以(yǐ)及(jí)高(gāo)級耐火(huǒ)材料作(zuò)窯爐和(hé)窯具，这(zhè)在(zài)一(yī)定(dìng)程度(dù)上(shàng)限制了它(tā)的(de)生(shēng)産和(hé)更(gèng)广泛的(de)應(yìng)用。因(yīn)此(cǐ)，降低(dī)氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)，降低(dī)能(néng)耗，縮短(duǎn)燒成(chéng)周期(qī)，減少(shǎo)窯爐和(hé)窯具損耗，從而(ér)降低(dī)生(shēng)産成(chéng)本(běn)，一(yī)直(zhí)是(shì)企業所(suǒ)關(guān)心(xīn)和(hé)急需解(jiě)決的(de)重(zhòng)要(yào)課題(tí)。


　　目前(qián)，对(duì)氧化鋁(lǚ)陶瓷低(dī)温(wēn)燒結技術(shù)的(de)研究工作(zuò)已很广泛和(hé)深入，從75瓷到(dào)99瓷都有(yǒu)系(xì)統的(de)研究，業已取(qǔ)得顯著成(chéng)效。表(biǎo)一(yī)是(shì)已實(shí)現(xiàn)的(de)各(gè)類(lèi)氧化鋁(lǚ)陶瓷低(dī)温(wēn)燒結情(qíng)況。


　　表(biǎo)中(zhōng)低(dī)温(wēn)燒結氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)各(gè)項機(jī)電(diàn)性(xìng)能(néng)均达(dá)到(dào)了相應(yìng)瓷種(zhǒng)的(de)國(guó)家(jiā)标(biāo)準，甚至(zhì)中(zhōng)鋁(lǚ)瓷在(zài)某些技術(shù)标(biāo)準上(shàng)超过(guò)高(gāo)鋁(lǚ)瓷的(de)國(guó)标(biāo)，如(rú)中(zhōng)科院(yuàn)上(shàng)海(hǎi)矽酸(suān)盐(yán)研究所(suǒ)研制的(de)1360℃燒成(chéng)的(de)85瓷，其(qí)抗彎強(qiáng)度(dù)超过(guò)99%Al2O3陶瓷的(de)國(guó)标(biāo)，各(gè)項電(diàn)性(xìng)能(néng)都優于(yú)95%Al2O3瓷的(de)國(guó)标(biāo);Al2O3含量(liàng)分(fēn)别为(wèi)90%和(hé)95%的(de)低(dī)温(wēn)燒結陶瓷，其(qí)機(jī)電(diàn)性(xìng)能(néng)都優于(yú)95瓷及(jí)99瓷的(de)國(guó)标(biāo)。


　　縱观當前(qián)各(gè)種(zhǒng)氧化鋁(lǚ)瓷的(de)低(dī)温(wēn)燒結技術(shù)，歸納起(qǐ)来(lái)，主(zhǔ)要(yào)是(shì)從原料加工、配方(fāng)設計(jì)和(hé)燒成(chéng)工藝等三(sān)方(fāng)面(miàn)来(lái)采取(qǔ)措施，下(xià)面(miàn)分(fēn)别加以(yǐ)概述。


　　一(yī)、通(tòng)过(guò)提(tí)高(gāo)Al2O3粉體(tǐ)的(de)细(xì)度(dù)與(yǔ)活性(xìng)降低(dī)瓷體(tǐ)燒結温(wēn)度(dù)。


　　與(yǔ)块(kuài)狀物(wù)相比，粉體(tǐ)具有(yǒu)很大(dà)的(de)比表(biǎo)面(miàn)積，这(zhè)是(shì)外(wài)界对(duì)粉體(tǐ)做功的(de)結果(guǒ)。利用機(jī)械作(zuò)用或(huò)化學(xué)作(zuò)用来(lái)制備粉體(tǐ)时(shí)所(suǒ)消耗的(de)機(jī)械能(néng)或(huò)化學(xué)能(néng)，部(bù)分(fēn)将作(zuò)为(wèi)表(biǎo)面(miàn)能(néng)而(ér)貯存在(zài)粉體(tǐ)中(zhōng)，此(cǐ)外(wài)，在(zài)粉體(tǐ)的(de)制備过(guò)程中(zhōng)，又会(huì)引起(qǐ)粉粒(lì)表(biǎo)面(miàn)及(jí)其(qí)內(nèi)部(bù)出(chū)現(xiàn)各(gè)種(zhǒng)晶格缺陷，使晶格活化。由于(yú)这(zhè)些原因(yīn)，粉體(tǐ)具有(yǒu)較高(gāo)的(de)表(biǎo)面(miàn)自(zì)由能(néng)。粉體(tǐ)的(de)这(zhè)種(zhǒng)表(biǎo)面(miàn)能(néng)是(shì)其(qí)燒結的(de)內(nèi)在(zài)動(dòng)力。因(yīn)此(cǐ)，Al2O3粉體(tǐ)的(de)颗(kē)粒(lì)越细(xì)，活化程度(dù)越高(gāo)，粉體(tǐ)就(jiù)越容易燒結，燒結温(wēn)度(dù)越低(dī)。在(zài)氧化鋁(lǚ)瓷低(dī)温(wēn)燒結技術(shù)中(zhōng)，使用高(gāo)活性(xìng)易燒結Al2O3粉體(tǐ)作(zuò)原料是(shì)重(zhòng)要(yào)的(de)手(shǒu)段(duàn)之(zhī)一(yī)，因(yīn)而(ér)粉體(tǐ)制備技術(shù)成(chéng)为(wèi)陶瓷低(dī)温(wēn)燒結技術(shù)中(zhōng)一(yī)个(gè)基礎环(huán)节(jié)。


　　目前(qián)，制備超细(xì)活化易燒結Al2O3粉體(tǐ)的(de)方(fāng)法分(fēn)为(wèi)二(èr)大(dà)類(lèi)，一(yī)類(lèi)是(shì)機(jī)械法，另(lìng)一(yī)類(lèi)是(shì)化學(xué)法。機(jī)械法是(shì)用機(jī)械外(wài)力作(zuò)用使Al2O3粉體(tǐ)颗(kē)粒(lì)细(xì)化，常用的(de)粉碎工藝有(yǒu)球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、气(qì)流粉碎等等。通(tòng)过(guò)機(jī)械粉碎方(fāng)法来(lái)提(tí)高(gāo)粉料的(de)比表(biǎo)面(miàn)積，盡管(guǎn)是(shì)有(yǒu)效的(de)，但有(yǒu)一(yī)定(dìng)限度(dù)，通(tòng)常只(zhī)能(néng)使粉料的(de)平均粒(lì)徑小至(zhì)1μm左(zuǒ)右(yòu)或(huò)更(gèng)细(xì)一(yī)點(diǎn)，而(ér)且(qiě)有(yǒu)粒(lì)徑分(fēn)布(bù)範圍較宽(kuān)，容易带(dài)入雜質(zhì)的(de)缺點(diǎn)。近年(nián)来(lái)，采用湿(shī)化學(xué)法制造超细(xì)高(gāo)純Al2O3粉體(tǐ)發(fà)展(zhǎn)較快(kuài)，其(qí)中(zhōng)較为(wèi)成(chéng)熟的(de)是(shì)溶胶(jiāo)—凝胶(jiāo)法。由于(yú)溶胶(jiāo)高(gāo)度(dù)穩定(dìng)，因(yīn)而(ér)可(kě)将多(duō)種(zhǒng)金(jīn)屬離子均勻、穩定(dìng)地(dì)分(fēn)布(bù)于(yú)胶(jiāo)體(tǐ)中(zhōng)，通(tòng)过(guò)進(jìn)一(yī)步脫水(shuǐ)形成(chéng)均勻的(de)凝胶(jiāo)(無定(dìng)形體(tǐ))，再經(jīng)过(guò)合适的(de)處(chù)理(lǐ)便可(kě)獲得活性(xìng)极高(gāo)的(de)超微粉混合氧化物(wù)或(huò)均一(yī)的(de)固溶體(tǐ)。目前(qián)此(cǐ)法大(dà)致(zhì)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)3種(zhǒng)工藝流程。


　　(1)形成(chéng)金(jīn)屬氧有(yǒu)機(jī)基絡合物(wù)溶胶(jiāo)→水(shuǐ)解(jiě)並(bìng)縮合成(chéng)含羟基的(de)三(sān)度(dù)空間(jiān)高(gāo)分(fēn)子結構→溶胶(jiāo)蒸發(fà)脫水(shuǐ)成(chéng)凝胶(jiāo)→低(dī)温(wēn)煅燒成(chéng)活性(xìng)氧化物(wù)粉料。(2)含有(yǒu)不(bù)同(tóng)金(jīn)屬離子的(de)酸(suān)盐(yán)溶液和(hé)有(yǒu)機(jī)胶(jiāo)混合成(chéng)溶液→溶胶(jiāo)蒸發(fà)脫水(shuǐ)成(chéng)凝胶(jiāo)→低(dī)温(wēn)煅燒成(chéng)粉體(tǐ)。(3)含有(yǒu)不(bù)同(tóng)金(jīn)屬離子的(de)溶胶(jiāo)直(zhí)接淬火(huǒ)、沉積或(huò)加热(rè)成(chéng)凝胶(jiāo)→低(dī)温(wēn)煅燒成(chéng)粉體(tǐ)。湿(shī)化學(xué)法制備的(de)Al2O3粉體(tǐ)粒(lì)徑可(kě)达(dá)到(dào)納米級，粒(lì)徑分(fēn)布(bù)範圍窄(zhǎi)，化學(xué)純度(dù)高(gāo)，晶體(tǐ)缺陷多(duō)。因(yīn)此(cǐ)化學(xué)法粉體(tǐ)的(de)表(biǎo)面(miàn)能(néng)與(yǔ)活性(xìng)比機(jī)械法粉體(tǐ)要(yào)高(gāo)得多(duō)。采用这(zhè)種(zhǒng)超细(xì)Al2O3粉體(tǐ)作(zuò)原料不(bù)僅能(néng)明(míng)顯降低(dī)氧化鋁(lǚ)瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)(可(kě)降150℃—300℃)，而(ér)且(qiě)可(kě)以(yǐ)獲得微晶高(gāo)強(qiáng)的(de)高(gāo)鋁(lǚ)瓷材料。表(biǎo)二(èr)是(shì)日本(běn)住友化學(xué)有(yǒu)限公(gōng)司生(shēng)産的(de)易燒結Al2O3粉料理(lǐ)化指标(biāo)。


　　此(cǐ)外(wài)，有(yǒu)專家(jiā)推薦以(yǐ)下(xià)三(sān)種(zhǒng)超细(xì)Al2O3粉體(tǐ)制備方(fāng)法，僅供參考：(1)将(NH4)SO4Al2(SO4)3·2H2O與(yǔ)(MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O混合、加热(rè)到(dào)1200℃分(fēn)解(jiě)，可(kě)獲得含有(yǒu)MgO的(de)純度(dù)为(wèi)99%、粒(lì)度(dù)为(wèi)02～05μm的(de)α—Al2O3超细(xì)粉料。(2)将無水(shuǐ)二(èr)醋(cù)酸(suān)鋁(lǚ)加热(rè)到(dào)1200℃保温(wēn)3小时(shí)以(yǐ)上(shàng)，可(kě)獲得粒(lì)度(dù)小于(yú)05μm的(de)α—Al2O3超细(xì)粉體(tǐ)。(3)铁(tiě)筒鋼(gāng)球，湿(shī)磨数百(bǎi)小时(shí)，漿料加热(rè)酸(suān)洗除铁(tiě)，浮選，反複多(duō)次(cì)，可(kě)制取(qǔ)粒(lì)度(dù)03—05μm的(de)α—Al2O3超细(xì)粉料。


　　二(èr)、通(tòng)过(guò)瓷料配方(fāng)設計(jì)摻雜降低(dī)瓷體(tǐ)燒結温(wēn)度(dù)


　　氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)主(zhǔ)要(yào)由其(qí)化學(xué)组成(chéng)中(zhōng)Al2O3的(de)含量(liàng)来(lái)決定(dìng)，Al2O3含量(liàng)越高(gāo)，瓷料的(de)燒結温(wēn)度(dù)越高(gāo)，除此(cǐ)之(zhī)外(wài)，還(huán)與(yǔ)瓷料组成(chéng)系(xì)統、各(gè)组成(chéng)配比以(yǐ)及(jí)添加物(wù)種(zhǒng)類(lèi)有(yǒu)關(guān)。比如(rú)，在(zài)Al2O3含量(liàng)相當时(shí)，CaO-Al2O3-SiO2系(xì)Al2O3瓷料比MgO-Al2O3-SiO2系(xì)瓷料的(de)燒結温(wēn)度(dù)低(dī)，对(duì)于(yú)我(wǒ)國(guó)目前(qián)大(dà)量(liàng)生(shēng)産的(de)CaO-MgO-Al2O3-SiO2系(xì)統瓷料而(ér)言，为(wèi)使其(qí)具有(yǒu)較低(dī)的(de)燒結温(wēn)度(dù)與(yǔ)良好(hǎo)性(xìng)能(néng)，應(yìng)控制其(qí)SiO2/CaO處(chù)于(yú)16～06之(zhī)內(nèi)，MgO含量(liàng)不(bù)超过(guò)熔劑類(lèi)氧化物(wù)總(zǒng)量(liàng)的(de)1/3，同(tóng)时(shí)，在(zài)配方(fāng)中(zhōng)引入少(shǎo)量(liàng)的(de)La2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta2O3等氧化物(wù)能(néng)進(jìn)一(yī)步降低(dī)燒結温(wēn)度(dù)、改善瓷體(tǐ)的(de)微观组織結構和(hé)性(xìng)能(néng)。因(yīn)此(cǐ)，在(zài)保證瓷體(tǐ)滿足産品使用目的(de)和(hé)技術(shù)要(yào)求的(de)前(qián)提(tí)下(xià)，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)配方(fāng)設計(jì)，選擇合理(lǐ)的(de)瓷料系(xì)統，加入适當的(de)助燒添加劑，使氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)盡可(kě)能(néng)降低(dī)。


　　目前(qián)配方(fāng)設計(jì)中(zhōng)所(suǒ)加入的(de)各(gè)種(zhǒng)添加劑，根(gēn)據(jù)其(qí)促進(jìn)氧化鋁(lǚ)陶瓷燒結的(de)作(zuò)用機(jī)理(lǐ)不(bù)同(tóng)，可(kě)以(yǐ)将它(tā)们(men)分(fēn)为(wèi)形成(chéng)新(xīn)相或(huò)固溶體(tǐ)的(de)添加劑和(hé)生(shēng)成(chéng)液相的(de)添加劑二(èr)大(dà)類(lèi)。


　　1、與(yǔ)Al2O3形成(chéng)新(xīn)相或(huò)固溶體(tǐ)的(de)添加劑。


　　这(zhè)類(lèi)添加劑是(shì)一(yī)些與(yǔ)氧化鋁(lǚ)晶格常数相接近的(de)氧化物(wù)，如(rú)TiO2、Cr2O3、Fe2O3、MnO2等，在(zài)燒成(chéng)中(zhōng)，这(zhè)些添加物(wù)能(néng)與(yǔ)Al2O3生(shēng)成(chéng)固溶體(tǐ)，这(zhè)類(lèi)固溶體(tǐ)或(huò)为(wèi)摻入固溶體(tǐ)(如(rú)Ti4+置換Al3+时(shí))，或(huò)为(wèi)有(yǒu)限固溶體(tǐ)，或(huò)为(wèi)連(lián)續固溶體(tǐ)(如(rú)Cr2O3與(yǔ)Al2O3形成(chéng)的(de))，它(tā)们(men)可(kě)以(yǐ)活化晶格(TI4+、Al3+離子半徑差所(suǒ)致(zhì))、形成(chéng)空穴或(huò)遷移原子，(3TiO2 AbO3 3Tia1+Va1+60)以(yǐ)及(jí)使晶格産生(shēng)變(biàn)形，这(zhè)些作(zuò)用使得Al2O3陶瓷易于(yú)重(zhòng)結晶而(ér)燒結。例如(rú)添加05～10%的(de)TiO2时(shí)，可(kě)使瓷體(tǐ)的(de)燒結温(wēn)度(dù)下(xià)降150—200℃。以(yǐ)固相燒結方(fāng)式为(wèi)主(zhǔ)的(de)高(gāo)鋁(lǚ)瓷常采用这(zhè)類(lèi)添加劑，例如(rú)某黑(hēi)色氧化鋁(lǚ)陶瓷配方(fāng)如(rú)下(xià)(wt%)：Al2O3 91、CoO 05、MnO2 37、Cr2O3 21、SiO2 04、TiO2 20、V2O3 03，該瓷料在(zài)1350℃下(xià)保温(wēn)2小时(shí)燒成(chéng)。


　　这(zhè)類(lèi)添加劑促進(jìn)氧化鋁(lǚ)瓷燒結的(de)作(zuò)用具有(yǒu)一(yī)定(dìng)的(de)規律性(xìng)：①能(néng)與(yǔ)Al2O3形成(chéng)有(yǒu)限固溶體(tǐ)的(de)添加劑較形成(chéng)連(lián)續固溶體(tǐ)的(de)添加劑的(de)降温(wēn)作(zuò)用更(gèng)大(dà);②可(kě)變(biàn)價離子一(yī)類(lèi)添加劑比不(bù)變(biàn)價的(de)添加劑的(de)作(zuò)用大(dà);③陽離子電(diàn)荷多(duō)的(de)、電(diàn)價高(gāo)的(de)添加劑的(de)降温(wēn)作(zuò)用更(gèng)大(dà)。需要(yào)注意(yì)的(de)是(shì)，由于(yú)这(zhè)類(lèi)添加劑是(shì)在(zài)缺少(shǎo)液相的(de)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)燒結的(de)(重(zhòng)結晶燒結)，故晶體(tǐ)內(nèi)的(de)气(qì)孔較難填充，气(qì)密性(xìng)較差，因(yīn)而(ér)電(diàn)气(qì)性(xìng)能(néng)下(xià)降較多(duō)，在(zài)配方(fāng)設計(jì)时(shí)要(yào)加以(yǐ)考慮。


　　2、燒成(chéng)中(zhōng)形成(chéng)液相的(de)添加劑。 这(zhè)類(lèi)添加劑的(de)化學(xué)成(chéng)分(fēn)主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)SiO2、CaO、MgO、SrO、BaO等，它(tā)们(men)能(néng)與(yǔ)其(qí)它(tā)成(chéng)分(fēn)在(zài)燒成(chéng)过(guò)程中(zhōng)形成(chéng)二(èr)元(yuán)、三(sān)元(yuán)或(huò)多(duō)元(yuán)低(dī)共(gòng)熔物(wù)。由于(yú)液相的(de)生(shēng)成(chéng)温(wēn)度(dù)低(dī)，因(yīn)而(ér)大(dà)大(dà)地(dì)降低(dī)了氧化鋁(lǚ)瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)。當有(yǒu)相當量(liàng)(約12%)的(de)液相出(chū)現(xiàn)，固體(tǐ)颗(kē)粒(lì)在(zài)液相中(zhōng)有(yǒu)一(yī)定(dìng)的(de)溶解(jiě)度(dù)及(jí)固相颗(kē)粒(lì)能(néng)被(bèi)液相潤湿(shī)时(shí)，其(qí)促進(jìn)燒結作(zuò)用也(yě)更(gèng)顯著。其(qí)作(zuò)用機(jī)理(lǐ)在(zài)于(yú)液相对(duì)固相表(biǎo)面(miàn)的(de)潤湿(shī)力及(jí)表(biǎo)面(miàn)张(zhāng)力，两(liǎng)者(zhě)使得固相颗(kē)粒(lì)靠近並(bìng)填充气(qì)孔。此(cǐ)外(wài)，燒結过(guò)程中(zhōng)因(yīn)细(xì)小有(yǒu)缺陷的(de)晶體(tǐ)表(biǎo)面(miàn)活性(xìng)大(dà)，故在(zài)液相中(zhōng)的(de)溶解(jiě)度(dù)要(yào)比大(dà)晶體(tǐ)的(de)大(dà)得多(duō)。这(zhè)樣(yàng)，燒結过(guò)程中(zhōng)小晶體(tǐ)不(bù)斷长大(dà)，气(qì)孔減小，出(chū)現(xiàn)重(zhòng)結晶。为(wèi)了防止因(yīn)重(zhòng)結晶使晶粒(lì)过(guò)分(fēn)长大(dà)，影響陶瓷的(de)機(jī)械性(xìng)能(néng)，在(zài)配方(fāng)設計(jì)中(zhōng)需考慮選用一(yī)些对(duì)晶粒(lì)增大(dà)無影響甚至(zhì)能(néng)抑制晶粒(lì)增大(dà)的(de)添加物(wù)，如(rú)MgO、CuO和(hé)NiO等。


　　目前(qián)，在(zài)液相燒結的(de)Al2O3瓷料配方(fāng)中(zhōng)，助燒添加劑可(kě)以(yǐ)采用以(yǐ)下(xià)3種(zhǒng)物(wù)料形态来(lái)加入。①以(yǐ)天然礦物(wù)形态加入。这(zhè)類(lèi)礦物(wù)原料主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)：高(gāo)岭土(tǔ)、膨潤土(tǔ)等粘土(tǔ)礦。石(dàn)英、滑石(dàn)、菱鎂礦、白(bái)雲(yún)石(dàn)、方(fāng)解(jiě)石(dàn)等等，它(tā)们(men)分(fēn)别引入SiO2、MgO、CaO等化學(xué)成(chéng)分(fēn)。配方(fāng)中(zhōng)高(gāo)岭土(tǔ)及(jí)其(qí)它(tā)粘土(tǔ)礦物(wù)的(de)使用，除了滿足瓷體(tǐ)化學(xué)组成(chéng)要(yào)求外(wài)，更(gèng)主(zhǔ)要(yào)可(kě)以(yǐ)改善坯料的(de)成(chéng)型性(xìng)能(néng)。添加劑的(de)这(zhè)種(zhǒng)加入形式适用于(yú)Al2O3含量(liàng)在(zài)90%以(yǐ)下(xià)的(de)中(zhōng)鋁(lǚ)瓷配料，例如(rú)某低(dī)温(wēn)燒結75瓷配方(fāng)如(rú)下(xià)(wt%)：煅燒Al2O3 65、高(gāo)岭土(tǔ) 24、膨潤土(tǔ)2、BaCO3 4、方(fāng)解(jiě)石(dàn) 3、生(shēng)滑石(dàn) 2。


　　②、以(yǐ)人工合成(chéng)添加劑形态加入。此(cǐ)法是(shì)在(zài)CaO-Al2O3-SiO2、MgO-Al2O3-SiO2、CaO-MgO-Al2O3-SiO2等三(sān)元(yuán)、四(sì)元(yuán)或(huò)其(qí)它(tā)相图(tú)中(zhōng)找(zhǎo)到(dào)最(zuì)低(dī)共(gòng)溶物(wù)的(de)组成(chéng)點(diǎn)，預先(xiān)按组成(chéng)點(diǎn)的(de)成(chéng)分(fēn)将CaO、MgO、SiO2、Al2O3等所(suǒ)需化合物(wù)進(jìn)行第(dì)一(yī)次(cì)配料，經(jīng)球磨、煅燒成(chéng)为(wèi)低(dī)共(gòng)熔物(wù)，即“人工合成(chéng)添加劑”，然后按一(yī)定(dìng)配比将人工合成(chéng)添加劑與(yǔ)Al2O3粉料進(jìn)行第(dì)二(èr)次(cì)配料，以(yǐ)滿足氧化鋁(lǚ)陶瓷化學(xué)组成(chéng)和(hé)性(xìng)能(néng)要(yào)求。此(cǐ)法純度(dù)高(gāo)，主(zhǔ)要(yào)用于(yú)降低(dī)化學(xué)组成(chéng)準确、性(xìng)能(néng)要(yào)求高(gāo)的(de)高(gāo)鋁(lǚ)瓷燒結温(wēn)度(dù)，缺點(diǎn)是(shì)工藝複雜，能(néng)耗高(gāo)，制品成(chéng)本(běn)高(gāo)，只(zhī)在(zài)特(tè)殊情(qíng)況下(xià)采用。


　　③以(yǐ)化工原料形态加入。在(zài)配料时(shí)，直(zhí)接将各(gè)種(zhǒng)化工原料作(zuò)为(wèi)添加劑與(yǔ)Al2O3粉體(tǐ)一(yī)起(qǐ)一(yī)次(cì)完成(chéng)配料，各(gè)助燒添加劑的(de)组成(chéng)比例仍然是(shì)參照專業相图(tú)中(zhōng)最(zuì)低(dī)共(gòng)熔點(diǎn)的(de)组成(chéng)来(lái)設定(dìng)。生(shēng)産實(shí)踐證明(míng)，此(cǐ)法不(bù)僅與(yǔ)人工合成(chéng)添加劑法具有(yǒu)同(tóng)樣(yàng)的(de)降温(wēn)效果(guǒ)，而(ér)且(qiě)大(dà)大(dà)簡化了工藝，無論配方(fāng)設計(jì)、配料計(jì)算和(hé)工藝过(guò)程都比人工合成(chéng)添加劑法簡便，也(yě)比天然礦物(wù)形态更(gèng)容易，瓷質(zhì)性(xìng)能(néng)穩定(dìng)，节(jié)能(néng)效益顯著。在(zài)實(shí)際生(shēng)産中(zhōng)，從降低(dī)成(chéng)本(běn)和(hé)坯料成(chéng)型性(xìng)能(néng)方(fāng)面(miàn)考慮，天然礦物(wù)原料和(hé)化工原料往往是(shì)同(tóng)时(shí)使用的(de)。例如(rú)某低(dī)温(wēn)燒成(chéng)(1500℃×2h)的(de)高(gāo)鋁(lǚ)瓷配方(fāng)如(rú)下(xià)(wt%);α-Al2O3 93、蘇州土(tǔ) 3、燒骨(gǔ)石(dàn) 2、CaCO3 15、BaCO3 0


　　5、外(wài)加ZrO2、CeO2、La2O3 2%。


　　三(sān)、采用特(tè)殊燒成(chéng)工藝降低(dī)瓷體(tǐ)燒結温(wēn)度(dù)


　　采用热(rè)压燒結工藝，在(zài)对(duì)坯體(tǐ)加热(rè)的(de)同(tóng)时(shí)進(jìn)行加压，那(nà)麼(me)燒結不(bù)僅是(shì)通(tòng)过(guò)擴散傳質(zhì)来(lái)完成(chéng)，此(cǐ)时(shí)塑性(xìng)流動(dòng)起(qǐ)了重(zhòng)要(yào)作(zuò)用，坯體(tǐ)的(de)燒結温(wēn)度(dù)将比常压燒結低(dī)很多(duō)，因(yīn)此(cǐ)热(rè)压燒結是(shì)降低(dī)Al2O3陶瓷燒結温(wēn)度(dù)的(de)重(zhòng)要(yào)技術(shù)之(zhī)一(yī)。目前(qián)热(rè)压燒結法中(zhōng)有(yǒu)压力燒結法和(hé)高(gāo)温(wēn)等静(jìng)压燒結法(HIP)二(èr)種(zhǒng)。HIP法可(kě)使坯體(tǐ)受到(dào)各(gè)向同(tóng)性(xìng)的(de)压力，陶瓷的(de)顯微結構比压力燒結法更(gèng)加均勻。就(jiù)氧化鋁(lǚ)瓷而(ér)言，如(rú)果(guǒ)常压下(xià)普通(tòng)燒結必须燒至(zhì)1800℃以(yǐ)上(shàng)的(de)高(gāo)温(wēn)，热(rè)压20MPa燒結，在(zài)1000℃左(zuǒ)右(yòu)的(de)較低(dī)温(wēn)度(dù)下(xià)就(jiù)已致(zhì)密化了。


　　热(rè)压燒結技術(shù)不(bù)僅顯著降低(dī)氧化鋁(lǚ)瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)，而(ér)且(qiě)能(néng)較好(hǎo)地(dì)抑制晶粒(lì)长大(dà)，能(néng)夠獲得致(zhì)密的(de)微晶高(gāo)強(qiáng)的(de)氧化鋁(lǚ)陶瓷，特(tè)别适合透明(míng)氧化鋁(lǚ)陶瓷和(hé)微晶剛玉(yù)瓷的(de)燒結。


　　此(cǐ)外(wài)，由于(yú)氧化鋁(lǚ)的(de)燒結过(guò)程與(yǔ)阴離子的(de)擴散速率有(yǒu)關(guān)，而(ér)還(huán)原气(qì)氛有(yǒu)利于(yú)阴離子空位(wèi)的(de)增加，可(kě)促進(jìn)燒結的(de)進(jìn)行。因(yīn)此(cǐ)，真(zhēn)空燒結、氫气(qì)氛燒結等是(shì)實(shí)現(xiàn)氧化鋁(lǚ)瓷低(dī)温(wēn)燒結的(de)有(yǒu)效辅助手(shǒu)段(duàn)。


　　在(zài)生(shēng)産實(shí)踐中(zhōng)，为(wèi)獲得最(zuì)佳綜合經(jīng)濟效益，上(shàng)述低(dī)燒技術(shù)往往相互配合使用，其(qí)中(zhōng)加入助燒添加劑的(de)方(fāng)法相对(duì)其(qí)它(tā)方(fāng)法而(ér)言，具有(yǒu)成(chéng)本(běn)低(dī)、效果(guǒ)好(hǎo)、工藝簡便實(shí)用的(de)特(tè)點(diǎn)。在(zài)中(zhōng)鋁(lǚ)瓷、高(gāo)鋁(lǚ)瓷和(hé)剛玉(yù)瓷的(de)生(shēng)産中(zhōng)被(bèi)广泛使用。另(lìng)外(wài)，從材料角(jiǎo)度(dù)来(lái)看(kàn)，通(tòng)过(guò)摻雜改性(xìng)技術(shù)，大(dà)幅度(dù)提(tí)高(gāo)氧化鋁(lǚ)陶瓷的(de)各(gè)項機(jī)電(diàn)性(xìng)能(néng)，用Al2O3含量(liàng)低(dī)的(de)瓷體(tǐ)代(dài)替Al2O3含量(liàng)高(gāo)的(de)瓷體(tǐ)，也(yě)是(shì)企業常用的(de)降低(dī)氧化鋁(lǚ)陶瓷産品燒結温(wēn)度(dù)的(de)有(yǒu)效技術(shù)手(shǒu)段(duàn)。比如(rú)在(zài)材料性(xìng)能(néng)滿足産品使用要(yào)求下(xià)，用85瓷代(dài)替90瓷或(huò)95瓷，用90瓷、95瓷代(dài)替99瓷等都是(shì)可(kě)行的(de)。


　　雖(suī)然氧化鋁(lǚ)瓷低(dī)燒技術(shù)已取(qǔ)得較好(hǎo)的(de)經(jīng)濟效益，但仍有(yǒu)潛力可(kě)挖，目前(qián)仍有(yǒu)一(yī)些産品，從材料的(de)特(tè)殊性(xìng)能(néng)要(yào)求和(hé)高(gāo)温(wēn)狀态下(xià)器件(jiàn)的(de)尺寸(cùn)穩定(dìng)性(xìng)考慮，仍然采用高(gāo)温(wēn)燒結，如(rú)何将这(zhè)類(lèi)産品的(de)燒結温(wēn)度(dù)也(yě)降下(xià)来(lái)，是(shì)今后瓷體(tǐ)摻雜改性(xìng)等低(dī)燒技術(shù)的(de)努力方(fāng)向。