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报告|王建立博士:晶种和晶习调整剂对细晶煅烧氧化铝性能的影响
2022年06月27日 发布 分类:行业要闻 点击量:102
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煅烧氧化铝又叫高温氧化铝,主晶相为α相,低钠细晶煅烧氧化铝(原晶粒度小于2微米),烧结活性较好,具有优良的机械性能、抗磨损、高温性能和绝缘性能优异,在精密陶瓷、集成电路芯片、电子陶瓷、玻璃基板、半导体基板和LED用蓝宝石基片精细抛光等方面有着广泛的应用。

高档低钠细晶煅烧氧化铝一般需符合如下要求:1)α相含量高。通常讲转化率以95%为限,转化率越高,制品热稳定性越高;2)杂质含量低,主要指其中的Na2O含量。一般情况下Na2O的含量越高,会导致氧化铝的α相转化率变低(Na2O 含量的增加,在高温下会和α-Al2O3 发生反应生产 Na2O•11Al2O3,导致α-Al2O3转变为β-Al2O3),导电率也越高,氧化铝陶瓷的电绝缘性能越差、粉体晶粒异常长大、机械强度也会降低;3)粒度分布窄。粒度宽化的粉体存在部分异常大的颗粒,是涂层材料行业的大忌,而对于精密陶瓷制品易于产生气孔、砂眼等缺陷。

低钠细晶氧化铝SEM照片

不同工艺条件下的低钠细晶氧化铝SEM照片

工业氧化铝为原料+回转窑的方式生产煅烧氧化铝具有生产效率高、能耗低等优势,且自动化程度高,是生产高温氧化铝的理想途径,但这种工艺方法制备的氧化铝往往存在α-氧化铝原晶粒度粗、α相低、氧化钠高等问题。想要利用回转窑高效生产低钠细晶氧化铝可不容易,除了需要控制好煅烧时间、温度等工艺参数,其配方优化也是少不了的。例如氧化铝由过渡相转变成α相能量壁垒高,需要采用较高的煅烧温度才能提高α相,但较高的煅烧温度导致氧化铝晶粒异常长大,很难制备出低钠细晶的氧化铝,研究表明通过添加适当比例的活性晶种可以降低工业氧化铝过渡相转向α相的能量壁垒,使工业氧化铝在较低的温度下转为α相氧化铝。此外,工业氧化铝通常含有0.3%左右的氧化钠,氧化钠影响产品的相转化率和电性能,对晶体形貌也有不良影响,为了得到高转化率的低钠的煅烧氧化铝,必须降低氧化铝中的氧化钠杂质,添加氯化铵、硼酸、氟化物等矿化剂,通过高温煅烧可以脱除大部分的氧化钠,生产出低钠氧化铝。虽然矿化剂可以有效除钠,但不同的矿化剂对氧化铝的结晶习惯影响是不同的,有些是利于晶粒成长的,而有些则是抑制晶粒成长的。


仅仅简单的材料堆叠组合并不足以生产出高品质的细晶煅烧氧化铝,如果您想知道利用“回转窑制备低钠细晶煅烧氧化铝技术”生产出α相转化率大于95%、氧化钠含量小于0.07%细晶氧化铝的更多工艺要诀,可以来到第6届氧化铝会议现场(6月29日,郑州)讨论交流,届时我们将会邀请中国铝业郑州有色金属研究院有限公司王建立博士为大家分享题为“晶种和晶习调整剂对细晶煅烧氧化铝性能的影响”的报告,与大家讨论这项技术的工艺要点。

报告人简介:

王建立

王建立博士中国铝业郑州有色金属研究院有限公司

王建立,工学博士,教授级高工,中铝郑州有色金属研究院有限公司特种氧化铝研究所副所长,有多年氧化铝研发经验。主持或为主参加了国家科技攻关项目、国家科技部专项、国家自然科学基金项目以及中国铝业公司重大科技项目二十多项,近年来获省部级科技进步一等奖2项,科技进步二等奖3项,申请国家发明专利近20余项,已获专利授权13项,参加了《铝冶炼生产技术手册》、《湿法冶金手册》和《有色金属进展》等专著的编写工作,在国内外学术期刊上发表学术论文40余篇。


编辑:第6届氧化铝会议会务组(粉体圈)

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