氧化铝陶瓷由于成本优势和热膨胀率低、热导率高、机械强度高及耐磨性好等优点而成为应用最广泛的先进陶瓷。就耐磨性而言,它会随着氧化铝晶粒尺寸的减小而得到提高;因此,耐磨氧化铝陶瓷需要微晶化制备技术。微晶化技术的关键点不仅要包括原料粒径、形貌,还有组分、成型到烧结的具体工艺选择等等。
一、原料选择
作为耐磨氧化铝陶瓷最重要的原料,氧化铝粉体的纯度、颗粒尺寸及形貌是重要指标。制备过程中若含有过多有机或无机杂质,最后的烧结会因各种不利反应导致陶瓷致密性不足,但保证杂质少的同时也要兼顾细粒度,才有可能形成微晶结构来使其具有高耐磨性。
二、配合料研磨
氧化铝陶瓷制备不止需要氧化铝粉体,与其他诸如稳定剂、粘合剂、增塑剂、分散剂甚至颜料等组合称为配合料。配合料的超细研磨应根据具体的材料和需求进行选择和优化——目前常用的方法是湿法球磨加砂磨;另有学者提出干湿结合研磨,被证明是可行的,但成本较大,能否大规模应用于商业化呢?
湿法球磨的工艺流程
三、成型
生产实践与大量研究表明:低气孔率、高致密度、微晶化的氧化铝陶瓷性能优异;而要得到这种陶瓷坯体,成型工艺业是关键工序。成型方法有很多种:干压、注浆、挤压、热等静压、冷等静压、注射、流延等;可以归结为三大类:压制成型、可塑性成型和注浆成型。实际生产过程中,要根据形状、产量和对产品性能的要求等因素来择优选用。
四、烧结
烧结是陶瓷制备的关键阶段,温度、压力和气氛是重要的影响因素;工业生产上目前常用无压烧结,普通的氧化气氛,所以,烧结温度制度就是最关键的可控因素,最新的研究表明:两步法结合低温慢烧具有非常好的致密化效果;侯宪钦教授即将给大家分享最新的两步法低温慢烧技术,期待大家的到来!
想获得更多关于耐磨氧化铝陶瓷技术问题的专业解答,敬请关注即将于7月5日-7日在河北唐山举办的“2023全国先进陶瓷产业创新发展(唐山)论坛”,届时来自济南大学材料学院的侯宪钦教授将带来题为《高端耐磨氧化铝陶瓷制备的几个关键技术问题》的报告,重点介绍高端耐磨氧化铝陶瓷制备的四个关键技术问题:
1)原料的选择;
2)配合料的超细研磨;
3)合理的成型方法的选用;
4)最新的两步法低温慢烧。
报告人简介
侯宪钦,济南大学材料学院副教授,硕士研究生导师;济南中波特特种陶瓷有限公司创始人、青岛百顿特种陶瓷有限公司技术总监。本科和硕士毕业于南京工业大学材料学院,博士就读于山东大学晶体材料研究所。主要从事氧化物陶瓷的制品研发,主攻方向为氧化铝陶瓷;发表学术论文10篇(其中SCI检索6篇),获授权发明专利12项。
唐山先进陶瓷论坛会务组
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