氧化鋁陶瓷是一種以Al2O3為主要原料的陶瓷材料,因具有機械強度高、高頻介電損耗小、高溫絕緣電阻高、耐化學腐蝕性等優良性能,以及原料來源廣、價格相對便宜等優勢,目前已被廣泛應用于電子、機械、化工、冶金和航空航天等行業,成為目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
然而氧化鋁熔點高達2050℃,導致它的燒結也較為困難——這是因為燒結是基于在表面張力作用下的物質遷移而實現,而氧化鋁有較大的晶格能和較穩定的結構狀態,質點遷移需要較高的活化能,即活性較低。為此,氧化鋁陶瓷的制造需要使用高溫發熱體以及特種耐火材料作窯爐和窯具,這在一定程度上限制了它的生產和更廣泛的應用。因此,如何降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度,從而降低生產成本,一直是業內所關心和急需解決的課題。
目前看來,最有效降低氧化鋁陶瓷燒結溫度的措施,就是采用晶粒小、比表面積大、表面活性高的單分散超細Al2O3粉體為原料。初期燒結基本是在一次顆粒間進行,由于顆粒間擴散距離短,因而僅需較低的燒結溫度和燒結活化能。由C.Herring換算法則可知(具體顆粒尺寸與燒結溫度的對應數值見表),如果顆粒的尺寸能降低到20nm 以下,則燒結溫度能降低到1000℃以下,且Al2O3陶瓷的晶粒尺寸可減到100nm 以下。
但是超細Al2O3粉料也存在自己的局限,由于表面能大,因此這些超細粉很容易發生嚴重的團聚成為不規則的形狀,導致流動性差,在壓制成型時就不能均勻地充滿模具,最終導致陶瓷坯體出現空洞、邊角不致密、層裂、彈性后效等問題,最終影響到燒結體的質量。因此,為了避免這些問題的出現,就需要將原料粉體加工成具有理想形狀、大小以及合理粒徑分布的造粒粉,從而保證成瓷后的燒結密度。
但要做出令人滿意的氧化鋁陶瓷造粒粉,還是有一定的技術要求的。在8月5~6日于廣州舉辦的“2020年全國氧化鋁粉體制備與應用技術交流會”上,來自美國邱博集團旗下部門邱博工程材料公司的聶品旭先生將在題為《低溫燒成高耐磨氧化鋁陶瓷造粒粉的開發與應用》的報告中,為我們介紹個中訣竅。
報告人 聶品旭經理
如果您對這份報告的含金量有些擔心,那大可不必。須知,報告人所在的邱博工程材料公司(HEM)本身就是一家專注于開發各類工程特種成分的全球性企業,憑借在無機材料領域的專長,擁有一個高價值的產品陣容,包括專用硅和硅酸鹽、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硫酸鋇等。在2016年時,為了補充阻燃劑(FRA)業務部門,更是收購了雅保公司(Albemarle Corporation)的Martinswerk業務部門,將以下產品線收入囊中:
用于紙張的Martifin?特種水合物
主要用于陶瓷的Martoxid?氧化鋁
Pergopak?消光劑和載體添加劑
Compalox?粒狀活性氧化鋁
此外,報告人聶品旭先生也相當年輕有為,他2010年畢業于北京科技大學材料學院,2012年畢業于比利時魯汶大學陶瓷專業,獲得碩士學位;2012年至今則一直從事陶瓷材料的技術研發和市場銷售,目前在邱博工程材料有限公司擔任技術經理。在這么多buff的強力加持下,小編相信這份報告絕對不會讓您失望,還請放心地享受吧!
粉體圈 會務組
作者:粉體圈
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