氧化鋁陶瓷也被稱為氧化鋁或Al2O3,是一種在工業(yè)中被廣泛使用的氧化物陶瓷,氧化鋁陶瓷材料以其極高的硬度和高導(dǎo)熱性而聞名。
氧化鋁陶瓷的特性使其成為結(jié)構(gòu)、磨損和腐蝕環(huán)境中使用最廣泛的陶瓷之一。
氧化鋁陶瓷通常由鋁土礦制成,可以使用注塑、模壓、等靜壓、注漿、金剛石加工和擠壓成型。與氮化鋁和其他重要的工程材料一樣,氧化鋁可以通過干壓和燒結(jié)或使用適當(dāng)?shù)臒Y(jié)助劑進(jìn)行熱壓來生產(chǎn)。
由于工業(yè)化需求和對新材料不斷的探索,人們對氧化鋁陶瓷的幾何體形狀要求愈加復(fù)雜,加工精度愈加苛刻。通常,制作好的胚體需要經(jīng)過CNC精雕機(jī)的加工。
氧化鋁基陶瓷是當(dāng)今已知的研究和表征最多的先進(jìn)陶瓷材料之一。由于屬性的重要組合,它們的行為已被徹底研究。氧化鋁的特點(diǎn)是硬度高、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好、介電性能好(用于從 DC 到 GHz 頻率的轉(zhuǎn)換)、低損耗角正切和剛度。
氧化鋁陶瓷根據(jù)材料中Al2O3含量的不同來劃分,市場上常見的有:75%氧化鋁陶瓷、95%氧化鋁陶瓷、99%氧化鋁陶瓷、99.5%氧化鋁陶瓷、99.7%氧化鋁陶瓷等。通常,我們會根據(jù)所制作產(chǎn)品的性能要求來選擇氧化鋁陶瓷的純度。
氧化鋁陶瓷的特殊性能
氧化鋁陶瓷是一種電絕緣性極佳的材料,可以抵抗極高的電流,其介電常數(shù)和體積電阻隨著氧化鋁的純度增加而增加,在工業(yè)中,常被應(yīng)用于大型機(jī)械的絕緣子。
氧化鋁陶瓷具有非常高的熔點(diǎn)和機(jī)械強(qiáng)度,通過實(shí)驗(yàn)得知,無機(jī)械負(fù)載時(shí),氧化鋁陶瓷使用溫度可達(dá)1650℃。但是,當(dāng)溫度超過1000℃時(shí),氧化鋁陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度會降低,由于其熱膨脹系數(shù)的巨大差異,當(dāng)暴露在非常高的溫度下時(shí),它的抗熱沖擊性不太有效。
氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,耐腐蝕性能。常被應(yīng)有于化工行業(yè)。氧化鋁也微溶于強(qiáng)酸(如熱硫酸和熱HCl和HF也有一定的腐蝕作用)和堿性溶液,不溶于水。純氧化鋁可以抵抗化學(xué)腐蝕,使純氧化鋁陶瓷材料成為多種工業(yè)應(yīng)用中工程部件的主要選擇。它對化學(xué)品腐蝕的抵抗力已被證明是由于其在這些化學(xué)品中的低溶解度。
氧化鋁陶瓷具有高硬度,低密度、高抗壓強(qiáng)度優(yōu)良性能。這些特性使其被應(yīng)用于軍事武器。如坦克裝甲、防彈衣等。
氧化鋁陶瓷具有優(yōu)良的耐磨性能,常被用于制作機(jī)械滾子,軸承,耐磨襯里、磨刀器、高磨損環(huán)境下的精密零部件等。如汽車油泵的閥片,水龍頭的閥片等。
氧化鋁陶瓷具有生物慣性,食品相容性。被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)和食品加工行業(yè)。
氧化鋁陶瓷加工
氧化鋁陶瓷在高溫下熔化,并在張力下表現(xiàn)出脆性。因此,傳統(tǒng)的熔煉、鑄造和熱機(jī)械加工路線不適合加工氧化鋁陶瓷。然而,由于形成共晶,無機(jī)玻璃利用了較低的熔化溫度。因此,大多數(shù)陶瓷產(chǎn)品是由氧化鋁粉末通過燒結(jié)制成的。陶瓷的粉末加工與金屬的粉末冶金非常接近。
然而,陶瓷成型有一個比金屬成型更突出的重要考慮因素:尺寸公差。由于最終密度和成形密度之間的差異很大,陶瓷加工中的成形后收縮率要高得多。
當(dāng)產(chǎn)品公差要求不高的情況下,我們可以采用模具成型的方式進(jìn)行生產(chǎn),常見的成型方式有:干壓成型、等靜壓成型、注塑成型等。
當(dāng)氧化鋁陶瓷產(chǎn)品需要加工成復(fù)雜的幾何形狀和高精度公差時(shí),通常需要使用CNC精雕機(jī)對其進(jìn)行加工。