氧化铝陶瓷是氧化物陶瓷中应用最广、用途最 宽、产量最大的陶瓷材料
前言
作为陶瓷原料主要成分之一的氧化铝在地壳中 含量非常丰富, 在岩石中平均含量为15 .34 %, 是自然界中仅次于SiO2 存量的氧化物
据研究报道，Al2O3 有12 种同质多晶变体 应用较多的主要有3 种， 即α- Al2O3、β-
按原料分类
一般应用于陶瓷工业的氧化铝主要有2 大类 一类是工业氧化铝 另一类是电熔刚玉。
按原料分类
工业氧化铝一般是以含铝量高的天然矿物铝土 矿(主要矿物组成为铝的氢氧化物, 如一水硬铝 石、一水软铝石等氧化铝的水化物组成)和高岭 土为原料, 通过化学法(主要是碱法, 多采用拜尔 法—碱石灰法)处理, 除去硅、铁、钛等杂质制 备出氢氧化铝, 再经煅烧而制得, 其矿物成分绝 大部分是γ-Al2O3 。工业氧化铝是白色松散的 结晶粉末, 颗粒是由许多粒径<0 .1 μm 的γAl2O3 晶体组成的多孔球形聚集体, 其孔隙率 约为30 %, 平均粒径为40--70 μm。
Al2O3 和γ-Al2O3，这3 种晶体的结构不同， 故它们的性质具有很大的差异
常用氧化铝晶型
α-Al2O3（刚玉） 是氧化铝各种型态中最稳定的晶型, 也是自然
界中惟一存在的氧化铝的晶型。 是三方晶系， 单位晶包是一个尖的菱面体，密
度为3.96--4.01g/cm3 ，其结构最紧密、化学 活性低、高温稳定性好、电学性能优良并且机 械性能也最佳，在一定条件下可以由其它的两 种晶体转换而来。
应用中的主要产品
主要有以下系列产品: ①耐磨耐腐蚀氧化铝球、衬; ②氧化铝耐磨陶瓷罐; ③化工行业用氧化铝填料球; ④耐磨氧化铝衬板、衬片; ⑤耐磨耐腐蚀氧化铝球阀; ⑥油田用氧化铝缸套; ⑦油田用氧化铝陶瓷旋流器; ⑧各种氧化铝陶瓷材料制品常低,通常 只有3MPa. m1 /2,脆性限制其优良性能的发挥 和更广泛的应用,因此增韧研究成了氧化铝结构 陶瓷材料研究的核心课题。
应用
1)机械方面。有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、 衬片, 氧化铝陶瓷钉, 陶瓷密封件(氧化铝陶瓷球 阀), 黑色氧化铝陶瓷切削刀具, 红色氧化铝陶瓷 柱塞等。
2)电子、电力方面。有各种氧化铝陶瓷底板、 基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷以及 各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件, 电子材料, 磁性材 料等。
氧化铝（Al2O3） 陶瓷
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目录
前言 氧化铝常见晶型 分类及简要制备流程 特点 应用及主要产品 氧化铝陶瓷的增韧 一篇关于ZrO2增韧的英文文献 应用发展趋势 结束语 引用
前言
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al2O3）为主体 的陶瓷材料
较好的传导性、机械强度、耐高温性、绝缘电 阻大、 硬度高、 耐磨、耐腐蚀等一系列优良 性能
目前改善氧化铝陶瓷的断裂韧性有以下几种途 径:
按氧化铝制备过程的主要产品简单介绍如下:
特点
1. 硬度大 洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远
超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。 2. 耐磨性能极好
耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。 根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下， 可至少延长设备使用寿命十倍以上。 3. 重量轻
按原料分类
电熔刚玉是以工业氧化铝或富含铝的原料在电 弧炉中熔融, 缓慢冷却使晶体析晶出来, 其 Al2O3 含量可达99 %以上,Na2O 含量可减少 至0 .1 %--0 .3 %。电熔刚玉的矿物组成主要是 α-Al2O3 , 纯正的电熔刚玉呈白色, 称为白刚玉; 熔制时加入氧化铬, 可制成红色的铬刚玉;加入 氧化锆时可制成锆刚玉;电熔刚玉中含有TiO2 则称钛刚玉。
常用氧化铝晶型
β-Al2O3 实际上不是氧化铝的变体, 而是一种含碱金属
(或碱土金属)的铝酸盐(其通式为 R2O ·11Al2O3 , 或RO·6Al2O3)。β -Al2O3 是一种不稳定的化合物, 加热时, 会分解生成 Na2O(或RO)和α-Al2O3 ,Na2O 则挥发逸出 一种Al2O3 含量很高的多铝酸盐矿物，密度为 3.30--3.63g/cm3， 它的化学组成中含有一定 量的碱土金属氧化物和碱金属氧化物， 并且还 可以呈现离子型导电。
密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻 设备负荷。
耐磨陶瓷主要技术指标
项目
指标
氧化铝陶瓷含量 ≥92%
密度
≥3.6 g/cm3
洛氏硬度
≥80 HRA
抗压强度
≥850 Mpa
断裂韧性
≥4.8MPa·m1/2
抗弯强度
≥290MPa
导热系数
20W/m.K
热膨胀系数
7.2×10-6m/m.K
应用
6)其他方面。各种复合、改性的氧化铝陶瓷如 碳纤维增强氧化铝陶瓷, 氧化锆增强氧化铝陶 瓷等各种增韧氧化铝陶瓷越来越多地应用于高 科技领域;氧化铝陶瓷磨料、高级抛光膏在机械、 珠宝加工行业起到越来越重要的作用;此外氧化 铝陶瓷研磨介质在涂料、油漆、化妆品、食品、 制药等行业的原材料粉磨和加工方面应用也越 来越广泛。
常用氧化铝晶型
γ-Al2O3 是氧化铝的低温形态, 由制备工业氧化铝的中
间产物——氢氧化铝经煅烧而得。 是尖晶石型立方结构， 密度为3.42--
3.47g/cm3。它的氧原子呈立方紧密堆积，铝 原子填充在间隙中，这就决定了它在高温下不 稳定、力学和电学性能差的缺陷， 在科学应用 中很少单独制成材料使用。但它有较高的比表 面积和较强的化学活性，经过技术改进可以作 为吸附材料使用。
应用
3)化工方面。有氧化铝陶瓷化工填料球, 氧化铝 陶瓷微滤膜, 氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。
4)医学方面。有氧化铝陶瓷人工骨, 羟基磷灰石 涂层多晶氧化铝陶瓷人工牙齿、人工关节等。
5)建筑卫生陶瓷方面。球磨机用氧化铝陶瓷衬 砖、微晶耐磨氧化铝球石的应用已十分普及, 氧化铝陶瓷辊棒、氧化铝陶瓷保护管及各种氧 化铝质、氧化铝结合其他材质耐火材料的应用 随处可见。