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纳米氧化铝(VK-L50)在陶瓷坯料中的应用

纳米氧化铝VK-L50在陶瓷坯料中的应用

 

近年来,随着纳米技术的应用,纳米材料兴起,纳米物质所具有的较强的小尺寸效应、表面效应使得晶粒的表面能增加,烧结活性增强,从而添加纳米物可以使材料显著地降低烧结温度,提高致密速率,微结构均匀一致,极大地改善材料的力学性能,得到性能优良的氧化铝陶瓷。我们从陶瓷坯料添加不同含量的纳米ɑ- Al2O3 以及不同烧结温度出发,探讨纳米 ɑ- Al2O3含量对纳米陶瓷的力学强度性能的影响。

 

陶瓷改性材料的应用

1 稀土氧化物与陶瓷

Si3N4陶瓷

Si3N4陶瓷硬度大、强度大、热膨胀系数小,具有较高的抗蠕变性能及抗氧化、抗腐蚀性能,是一种非常好的高温结构材料。作为Si3N4陶瓷须加入Y2 O3VK-Y01 30nm CeO2(VK-Ce01 30nm)La2O3(VK-La01 50nm)为添加剂,可提高 Si3N4陶瓷的高温力学性能。其抗弯强度在 1370 ℃的高温下达1000MPa 以上。

 

Al2O3陶瓷

Al2O3陶瓷具有较高的硬度和机械强度,同时具有良好的化学稳定性,为提高其高温热稳定性,可添加稀土氧化物 La2O3(VK-La01 50nm),能提高 Al2O3陶瓷高温热稳定性。

 

Y2O3陶瓷

Y2O3陶瓷是一种高性能透明陶瓷,是以高纯氧化钇为原料并添加LiF后于 1300 -1500 ℃、35MPa-50MPa 压力真空热压烧结成透明多晶体,其透明性好,在远红外区的直线透过率约为 80 % ,是优良的高温红外材料和电子材料。

 

AlN 陶瓷

在制备 AlN 陶瓷时须加入稀土氧化物 Y2O3(VK-Y01 30nm)La2O3(VK-La01 50nm)作为添加剂,与 AIN 颗粒表面的 Al2O3反应,生成低熔点液相,使整个烧结在有液相参与下进行,最终达到致密化。所制得的 AIN 陶瓷可用作熔炼纯铁、铝等的优良坩锅材料及其高温结构材料。

 

2 纳米氧化铝陶瓷

在粗晶氧化铝陶瓷中添加纳米氧化铝(VK-L50 50nm,可以改善氧化铝头次烧结性能,降低其烧结温度。氧化铝微米粉体中添加纳米氧化铝,在成型过程中,纳米粉填充到微米粉的孔隙中,可使微米粉的孔隙减小; 提高成型压力,粉体颗粒之间接触紧密,气孔数量减少。提高了陶瓷素坯的密度,有利于烧结,也使氧化铝陶瓷烧结后的密度提高。

随着纳米氧化铝(VK-L50 50nm添加量的增加以及成型压力的提高,烧结后的氧化铝陶瓷的维氏硬度和断裂韧性都有所提高。

在微米氧化铝粉中添加纳米氧化铝粉,使素坯成型后获得较佳的粒度级配,减小陶瓷素坯的孔隙尺寸,提高陶瓷的烧结活性; 同时在干压成型过程中,提高成型压力,以利于气孔的排出,减少气孔数量,获得较为致密的陶瓷素坯,最终得到性能优良的 Al2O3陶瓷

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