氧化铝陶瓷的微波烧结VIP免费

深圳大学材料学院本科生设计性实验报告《硅灰石、氧化铝、钛酸钙等陶瓷材料制备》实验报告---------------氧化铝陶瓷的微波烧结1、引言1.1氧化铝陶瓷材料的结构、性能及应用背景1.11氧化铝陶瓷材料的结构氧化铝陶瓷是一种以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，氧化铝含量一般在75~99.9%之间，通常习惯以氧化铝的含量来分类。氧化铝的含量在75%左右称为“75瓷”，含量在85%左右称作“85瓷”，含量在99%左右称作“99瓷”。含量在99%以上的称作刚玉瓷或纯刚玉瓷。氧化铝有α（刚玉型）、β、γ、δ等11种变体，其中主要是α、γ两种晶型，而且只有一种热力学稳定相，即α氧化铝。而β氧化铝是含碱的铝酸盐(R2O·11Al2O3或RO·6Al2O3)。它们的结构各不相同。1.12氧化铝陶瓷材料的性能及应用背景（1）机械强度高：氧化铝烧结后的抗弯强度可达250MPa,热压产品可达500MPa。氧化铝的成分愈纯，强度愈高。强度在高温下可维持到900℃。利用氧化铝陶瓷的这一性质可以制成装置瓷和其他机械构件。（2）电阻率高，电绝缘性好：氧化铝的常温电阻率约为1015Ω·cm，绝缘强度15Kv/mm，利用其绝缘性和强度可制成各种基板、管座、火花塞和电路外壳等（3）硬度高：莫氏硬度为9，加上优良的抗磨损性，所以广泛地用以制造刀具、磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、轴承等。用A12O3陶瓷刀具加工汽车发动机和飞机零件时，可以以高的切削速度获得高的精度。（4）熔点高，抗腐蚀：氧化铝的熔点为2050℃，能较好地抵抗一些熔融金属的侵蚀，可用作耐火材料、炉管，热电偶保护套等。（5）化学稳定性好：许多复合的硫化物、磷化物、砷化物、碘化物、氧化物以及硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸不与A12O3作用。因此A12O3可制备人体关节、人工骨等生物陶瓷材料。（6）光学特性：氧化铝陶瓷可以制成用于高压纳灯的透明陶瓷灯管。透明氧化铝陶瓷的熔点高达2050℃，能在1600℃的环境里不受钠蒸气的腐蚀，而且可以通过95％的光线。有了它，高压钠灯才在1960年诞生，并经过不断改进，得到了实际应用。此外，透明陶瓷还适用于制造其他新型灯具，如钾灯、铯灯、金属卤化物灯等。1.2本实验的实验目的及设计思路1.21实验目的①掌握特种陶瓷的制备工艺与原理；②解陶瓷烧结原理；③解陶瓷制备常用设备工作原理与操作方法。1.22设计思路完成一种特种陶瓷的制备全过程，包括粉末制备、成形、烧结及密度或孔隙率的测量、数据记录、设备操作，并写出实验报告。2、实验设计2.1瓷材料制备工艺步骤及原理（1）粉末的制备根据所要制备的特种陶瓷的成分，合成并制备出符合要求的陶瓷粉末。其过程主要包括：由陶瓷成分，选择合适的化工原料及成分配比，经球磨混合后在一定温度下煅烧，随后采用高能球磨方法制得陶瓷粉末。粉末原料的方法有铵明矾热解法、有机铝盐加水分解法、铝的水中放电分解法、铝的铵碳酸盐热分解法等。1深圳大学材料学院本科生设计性实验报告（2）陶瓷的造粒及成型造粒：陶瓷造粒是将陶瓷粉体与塑性剂混合，然后通过造粒设备制出球形的颗粒。成型：氧化铝陶瓷成型的方法有许多种，依产品的形状、大小、复杂性与精度等要求选用合适的成型方式。最常用的方法有干压法成型、注浆成型、挤压成型、冷等静压法成型（CIP),注射成型、流延成型、热压成型与热等静压成型(HIP)以及近几年来新开发的压滤成型、凝胶注成型、固体自由成型制造技术等。（3）陶瓷的烧结采用空气中常压烧结方法。根据特种陶瓷的组元和成分，选择合适的烧结温度和烧结时间。烧结时，陶瓷素坯样品随炉升温和降温（在设备允许情况下，可在到温后入炉烧结并空气冷却）。采用烧结助剂无疑是一种比较好的烧结方法。为了考察并了解烧结温度和组元及成分对致密化过程的影响，可以在制备陶瓷时，选择不同的烧结温度和成分，通过测定陶瓷密度或孔隙率，获得温度和成分与陶瓷密度的关系。2.2原料、仪器及设备（1）原料Al2O3，高岭土，CaCO3，镁盐MgCO3。配方：原料总质量为20gAl2O314g（70%）MgCO33.6g（18%）高岭土1.2g（6%）CaCO31.2g（6%）（2）仪器：氧化铝坩埚、烧杯、勺子、玻璃棒、天平、网筛。（3）设备：压片机、星型球磨机、NJZ4-3型微波真空烧结炉、扫描电镜。2.3实验过程...