氧化铝陶瓷烧结开裂的原因

氧化铝陶瓷低温常压烧结

张全贺

051002131

摘要：氧化铝陶瓷材料以其优良的性能及较低的制造成本，被广泛应用于国民经济各部门。随着科学技术的发展，特别是电子、能源、空间技术、汽车工业的发展，对材料的要求越来越苛刻，因此对高纯氧化铝陶瓷尤其是更高纯度的高性能氧化铝陶瓷需求量大为增加。本课题围绕制各A1203含量>99．8wt％的高纯氧化铝陶瓷进行研究，通过原科粉体预处理工艺、烧结助剂添加工艺、成型优化工艺，从而实现常压下低温烧结高纯高致密氧化铝陶瓷。本课题中获得的低温烧结试样具有较好的显微结构和较高的机械性能。原料粉预处理工艺是一种新的氧化铝粉体解团聚方法，具有工艺简单、成本消耗低、粉体处理效果显著的特点，对于粉体解团聚处理工艺的技术进步有一定的促进意义。在烧结助剂的研究中，本课题MgO为基本考察助剂，Y203、La203、Nd20s、纳米A1203为复合添加助剂，通过相关的选择实验，研究了以上烧结助剂在14500C、1550。(2、16500C对～203含I>99．8wt％的商纯氧化铝陶瓷的烧结体密度的作用规律。这一研究的结果，为高纯氧化铝陶瓷的制各提供重要参考数据。通过高纯超细氧化铝粉料的凝胶浇注成型工艺的研究，优化高纯超细氧化铝粉体的凝胶

氧化铝陶瓷低温常压烧结

张全贺

051002131

摘要：氧化铝陶瓷材料以其优良的性能及较低的制造成本，被广泛应用于国民经济各部门。随着科学技术的发展，特别是电子、能源、空间技术、汽车工业的发展，对材料的要求越来越苛刻，因此对高纯氧化铝陶瓷尤其是更高纯度的高性能氧化铝陶瓷需求量大为增加。本课题围绕制各A1203含量>99．8wt％的高纯氧化铝陶瓷进行研究，通过原科粉体预处理工艺、烧结助剂添加工艺、成型优化工艺，从而实现常压下低温烧结高纯高致密氧化铝陶瓷。本课题中获得的低温烧结试样具有较好的显微结构和较高的机械性能。原料粉预处理工艺是一种新的氧化铝粉体解团聚方法，具有工艺简单、成本消耗低、粉体处理效果显著的特点，对于粉体解团聚处理工艺的技术进步有一定的促进意义。在烧结助剂的研究中，本课题MgO为基本考察助剂，Y203、La203、Nd20s、纳米A1203为复合添加助剂，通过相关的选择实验，研究了以上烧结助剂在14500C、1550。(2、16500C对～203含I>99．8wt％的商纯氧化铝陶瓷的烧结体密度的作用规律。这一研究的结果，为高纯氧化铝陶瓷的制各提供重要参考数据。通过高纯超细氧化铝粉料的凝胶浇注成型工艺的研究，优化高纯超细氧化铝粉体的凝胶

氧化铝陶瓷的烧结动力学研究

摘要：本文概述了陶瓷的烧结，介绍了氧化铝陶瓷的烧结动力学背景及研究和发展现状。介绍了烧结动力学的理论研究，举例说明了氧化铝陶瓷烧结过程中的动力学，及添加剂对其烧结性能的影响。

关键词：氧化铝陶瓷 烧结动力学 添加剂 1 前言

陶瓷制品的烧结，是其制备过程中的一个重要环节，是其在高温下通过一系列内部物理化学过程，获得一定密度、微观结构、抗弯强度和断裂韧度等性能的一个过程。。对陶瓷烧结理论的研究已有近百年的历史，自从Kuczynski开创烧结理论以来，多种烧结理论与模型相继被提出[1]。

众所周知，Al2O3陶瓷具有许多优良性能，用途广泛，因而迄今仍然是受到人们青睐的重要材料之一。Al2O3，熔点高、离子键较强，从而导致其质点扩散系数低、烧结温度较高，因而材料晶粒较粗大，残余气孔也聚集长大，导致材料力学性能降低，同时造成材料气密性差。为此许多学者一直不遗余力从事降低氧化铝陶瓷烧结温度、获得细晶结构的材料研究[2]。

Al2O3作为一种研究较早、应用广泛的陶瓷材料；具有高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优异性能，来源广泛，价格低廉，倍受青睐，其价格低廉越不易氧化和腐蚀。单相Al2O3，脆性大、

结构陶瓷材料—氧化物陶瓷的相关研究

陶瓷材料是当今世界上发展最快的高技术材料，它已经由单相陶瓷发展到多相复合陶瓷。我们的重点是氧化铝陶瓷的介绍，在此之前，我们有必要先了解一下结构陶瓷。

结构陶瓷作为结构部件的特种陶瓷，是由单一或复合的氧化物或非氧化物组成的，如单由Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4，或相互复合，或与碳纤维结合而成。结构陶瓷主要是指发挥其机械、热、化学等性能的一大类新型陶瓷材料，它可以在许多苛刻的工作环境下服役，因而成为许多新兴科学技术得以实现的关键。结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特色，因此，在非常严苛的环境或工程应用条件下，所展现的高稳定性与优异的机械性能，在材料工业上已倍受瞩目，其使用范围亦日渐扩大。 氧化物陶瓷材料是一种或两种以上的氧化物制成的材料，其原子结合主要以离子键为主，存在部分共价键，因此大部分氧化物具有高熔点、高绝缘性、优良的化学稳定性，在工程领域得到广泛的应用。从表【1】和表【2】可以看出来。

表1 常用氧化物陶瓷陶瓷的主要物理和力学性能

表2 氧

第25卷　第1期兵器材料科学与工程Vol.25　No.1

2002年　　1月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERING　Jan.　2002

添加剂对氧化铝陶瓷的烧结和显微结构的影响

吴振东,叶建东

(华南理工大学材料学院,广州510640)

Ξ

摘　要:在Al2O3中添加少量添加剂可以促进烧结,改善结构,提高性能。根据作用机理不同,添加剂分为两类:一类是在基体中生成液相,另一类是与Al2O3生成固溶体。关键词:氧化铝;添加剂;烧结;显微结构

中图分类号:TQ174.1　　文献标识码:A　　文章编号:1004—244X(2002)01—0068—05

　　氧化铝陶瓷具有硬度高、耐高温、耐磨、电绝缘、抗氧化、力学性能良好、原料蕴藏丰富、价格低廉等许多优点,是应用最早、最广泛的精细陶瓷。氧化铝有多种同质异构体,包括低温晶型γ-Al2O3、高温晶型及过渡晶型,其中α-Al2O3是热力学稳定相。氧化铝陶瓷的烧结,主要存在两方面的问题:一方面,由于Al2O3晶体自身阳离子电荷多,半径小,子键强的特点,导致其晶格能较大结温度高,例如,99达1700°C,尤其在中后期,,结构不均匀,甚至内部包裹封闭

本科毕业论文（设计）

论文（设计）题目：联合混联法年产130万吨氧化铝烧

结车间设计

学 院：材料与冶金学院 专 业：冶金工程 班 级：冶金093 学 号：0908020208 学生姓名：廖 加 强 指导教师：孙 克 萍

2013年 月 日

贵州大学本科毕业论文（设计）

目录

第一章：绪论

1.1铝在国民经济中的重要作用与地位 1.1.1铝在国民经济中的重要作用 1.1.2铝在国民经济中的重要地位

1.2我国铝土矿资源的开发利用现状及氧化铝生产概况 1.2.1我国铝土矿资源的开发利用现状 1.2.2我国氧化铝生产现状和发展趋势 1.3 国外铝工业现状及发展概况 1.3.1国外铝工业发展现状概述 1.3.2国外铝工业发展前景

1.4我国氧化铝生产的最新技术的开发与应用 1.4.1絮凝沉降工艺

1.4.2一水硬铝石型铝土矿浮选新工艺 1.4.3 添加水化铁酸钙拜耳法新工艺 1.5我国铝工业的资源综合利用与环境保护概况

1.5.1 我国铝矿石开采中的资源的综合利用与环境保护 1.5.2

二、氢氧化铝和氧化铝

Al(OH)3与 Al2O3

知识回顾(铝的特性) 铝热反应；铝热剂 铝与强碱溶液反应

2Al+2NaOH+2H2O= 2NaAlO2+ 3H2 ↑偏铝酸钠

Al(OH)3实验内容 实验现象 化学方程式Al2(SO4)3+6NaOH→ 2Al(OH)3↓+3Na2SO4

1、硫酸铝与适量氢氧 产生白色胶状沉淀 化钠溶液反应氢氧化铝分别与盐酸和 氢氧化钠溶液反应

Al(OH)3 +3HCl →AlCl3 +3H2O 白色胶状沉淀均溶解 Al(OH) +NaOH →NaAlO + 2H O 3 2 2

结论：氢氧化铝能跟强酸和强碱溶液反应，是两性物质 H2O→ 2、硫酸铝与过量氨水 产生白色胶状沉淀 Al2(SO4)3+6NH3· 2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 反应 且不溶解 结论：氢氧化铝不跟弱碱反应3、氢氧化铝悬浊液中 白色胶状沉淀不消 结论：氢氧化铝不跟弱酸反应 吹入二氧化碳 失

Al(OH)3物理性质 Al(OH)3是几乎不溶于水的白色胶状固体，

具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又 能吸附色素，因此Al(OH)3 可作净水剂和 色素吸附剂。用做胃药(胃舒平的成分)

思考：如何制取氢氧化铝 ? 方案一：硫酸

氧化铝厂简介

中国铝业广西分公司氧化铝厂（以下简称氧化铝厂）是中国铝业广西分公司下属的一个重要生产分厂，一期工程设计产能30万吨，1991年9月动工兴建，1995年9月建成投产；二期工程设计产能40万吨，2001年5月动工兴建，2003年6月建成投产；三期工程设计产能88万吨，2005年12月动工兴建，2008年7月建成投产。

氧化铝厂下设4个职能科室（生产控制中心、设备管理科、安全环保科、综合科）和5个车间（生产一区、生产二区、综合车间、电气车间、坝场站），现有员工1003人，其中大中专毕业生615人，中级职称50人、高级职称13人、技师27人、高级技师3人。

氧化铝厂采用纯拜耳法氧化铝生产工艺，主要包括原料、溶出、沉降、分解、蒸发及焙烧六个主体生产工序，主要工艺技术有：两段磨—水力旋流器磨矿分级新工艺；单套管及压煮器预热、机械搅拌间接加热强化溶出工艺；开发了三次沉降和一次过滤的赤泥洗涤工艺；在国内首次开发应用了赤泥的干法输送与堆存技术；开发应用高浓度、高固含、高产出率一段法分解生产砂状氧化铝新工艺和新装备；在国内首次开发应用了多效管式降膜蒸发和强制循环排盐新工艺新装备；研究开发了工业废水重复利用技术

单晶叶片用氧化铝陶瓷型芯的发展概况

【摘要】本文综述了单晶叶片用氧化铝陶瓷型芯在国内外的发展概况，较详细地介绍了单晶叶片用氧化铝陶瓷型芯的脱芯方法及国内外的部分研究成果，据此提出了单晶叶片用氧化铝陶瓷型芯工程化应用研究的发展方向。

1、概述

单晶涡轮叶片是高性能航空发动机研制的重要关键部件，使用性能要求高，制造难度大，被誉为“现代制造业皇冠上的明珠”。目前单晶叶片朝着单晶合金与高效冷却技术融合的方向发展，因此单晶叶片具有薄壁空心、内腔结构复杂等结构特点，要求陶瓷型芯应具有更好的高温性能。为适应这种需要，比硅基型芯具有更好高温性能的氧化铝陶瓷型芯在近些年得到迅速发展。与氧化硅基陶瓷型芯相比，氧化铝基陶瓷型芯化学稳定性、抗蠕变性能好，可保证内腔结构复杂的定向柱晶和单晶叶片的尺寸精度和合格率，并能降低叶片的制造成本，因此非常适合于使用温度大于1550℃内腔结构复杂的单晶叶片的浇注。

2、单晶叶片用氧化铝陶瓷型芯的发展

氧化铝陶瓷型芯以电熔刚玉作为基体材料，添加MgO、SiO2、TiO2及稀土氧化物作为矿化剂。由于电熔刚玉具有石英玻璃无法比拟的热强度和热稳定性，而且电熔刚玉在焙烧和使用过程中没有晶型转变，结构稳定，与电熔刚玉型壳具有相匹配的热膨胀

氧化铝制取工（初级）复习题 一、填空：

1. 根据氧化铝的物理性质，通常又可将氧化铝分为______、面粉状和中间状三种类型。 2. 溶出速度影响着溶出过程三个重要指标 、溶出器生产能力及溶出液苛性比值。 3. 碱法生产氧化铝按生产过程的特点又分为_______、烧结法和联合法。

4. 拜耳法赤泥的物相组成以___ _为主，烧结法赤泥物相组成主要以水化石榴石为主。 5. 粉碎的等级是以 经过粉碎作业后达到的直径来划分的。 6. 破碎的等级可以分为：粗碎、 、细碎。 7. 在湿法生产中，格子磨的填充率是 。

8. 石灰炉的生产任务是为氧化铝生产提供 和二氧化碳气体。

9. 化工仪表按其功能不同，大致分为检测仪表、___________、调节仪表及执行器。 10. 对称三相交流电的特征是：各相电动势、电压、电流的最大值相等；频率相同；彼此间的相位互差_________度。

11. 根据氧化铝的物理性质，通常又可将氧化铝分为砂状、______和中间状三种类型。 12. 溶出速度影响着溶出过程三个重要指标氧化铝溶出率、