氧化鋁陶瓷

氧化鋁陶瓷是一種以a-Al2O3為主晶相的結構陶瓷材料，由于其本身具有高熔點、高硬度、耐熱、耐腐蝕、電絕緣性特性，因此，可以在較苛刻的條件下使用。氧化鋁陶瓷的價格低廉，生產(chǎn)工藝成熟，是目前產(chǎn)量最大，應用面最廣的陶瓷材料之一，主要應用于刀具、耐磨部件及生物陶瓷領域。此外，它還廣泛應用于能源、航空航天、化學化工電子等方面。

但由于普通氧化鋁陶瓷的韌性低、脆性大，使其應用領域受限。此外，燒結溫度較高也是導致其應用受限的一大原因。要想獲得較高硬度和結晶度的陶瓷材料，必須在相對較高的燒結溫度下進行燒結，這勢必導致能耗的提高。

近年來，由于對材料性能的要求越來越高，人們提出各種提高氧化鋁陶瓷性能的方法，其中主要有：熱壓燒結、放電等離子燒結、微波燒結和加入添加劑等。采取一些新的措施后，使得氧化鋁陶瓷在抗彎強度和硬度等方面的性能大大地提高。

納米氧化鋁

自上個世紀以來，納米技術得到了蓬勃發(fā)展，各種納米材料不斷問世。納米科學技術的進步對氧化鋁產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響，為納米氧化鋁的廣泛應用帶來了一個嶄新的科研方向，作為特種功能材料的納米氧化鋁，具有高硬度、高強度、耐腐蝕、抗磨損、耐高溫、高絕緣性、高抗氧化性等許多優(yōu)良的特性，因此大范圍應用于精密陶瓷、生物陶瓷、化工催化劑、耐火材料、集成電路和航空航天等方面。

納米氧化鋁和氧化鋁作為同一種物質，只不過粒度不同。那么，在氧化鋁陶瓷中摻入一定量的納米氧化鋁會有什么效果呢？

對氧化鋁陶瓷性能的影響

1、對坯體的影響

在制備氧化鋁陶瓷時添加一定量的納米氧化鋁，在成型過程中，納米粉料能夠充分填充到氧化鋁粉體空隙中，降低孔隙率，提高成型坯體強度，有利于燒結。

2、對燒結的影響

（1）對燒結溫度的影響

由于納米氧化鋁尺寸小，表面活性高，添加一定量的納米氧化鋁可有效提高坯料表面的擴散速率，降低燒結溫度，提高燒結產(chǎn)物的致密化程度。

這是因為納米氧化鋁具有大量的界面，提供了短程擴散途徑及較高的擴散速率并使得材料的燒結驅動力也隨之劇增，大大加速了整個燒結過程，使得燒結溫度大幅度降低。

（2）對結晶度的影響

在降低氧化鋁陶瓷燒結溫度的同時，結晶度并不會因此而降低。所謂結晶度是材料在燒結過程中原子按照某種規(guī)則排列的結晶的程度，也就是結晶部分的質量或體積對全體質量或體積的百分數(shù)，換句話說就是燒結之后產(chǎn)品結晶區(qū)域所占的比例。結晶度不同，則材料的物理和機械性能不同，材料的電性能、光性能在相當?shù)某潭壬弦彩芙Y晶程度的影響。

3、對力學性能的影響

（1）提高氧化鋁陶瓷的硬度。

（2）提高氧化鋁陶瓷的強度。

（2）氧化鋁陶瓷彈性模量增加，提高韌性。

相比較而言，純納米氧化鋁陶瓷的物理性能要比普通氧化鋁陶瓷優(yōu)異得多，但納米氧化鋁的制備工藝復雜，成本較高，況且氧化鋁陶瓷本身就具有很優(yōu)異的性能，所以在某些情況下，可以選擇性的添加一些納米氧化鋁進行性能的提升，這樣既保證了產(chǎn)品品質，提高了生產(chǎn)效率，又降低了生產(chǎn)成本。

參考來源：

[1]肖長江等.納米氧化鋁對氧化鋁陶瓷性能的影響.佛山陶瓷

[2]郝保紅等.納米三氧化二鋁對陶瓷燒結溫度的影響.北京石油化工學院

[3]武志富等.納米氧化鋁的制備方法研究進展

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