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通明陶瓷制造工艺及其用法


泉源:科技在线   公布日期:2013-8-2

  一样平常陶瓷是不通明的,但光学陶瓷或钠灯灯管等成品,均像玻璃一样通明,故称通明陶瓷。一样平常陶瓷不通明的缘故原由是其外部存在有杂质和睦孔,前者能吸取光,后者令光发生散射,以是就不通明了。因而假如选用高纯质料,并经过工艺手腕扫除气孔就大概取得通明陶瓷。晚期便是接纳如许的措施失掉通明的氧化铝陶瓷,厥后连续研讨出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇-二氧化锆等多种氧化物系列通明陶瓷。近期又研制出非氧化物通明陶瓷,如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。

  通明陶瓷不但有优秀的光学功能,并且耐低温,一样平常它们的熔点都在2000℃以上。如氧化钍-氧化钇通明陶瓷的熔点高达3100℃,比平凡硼酸盐玻璃高1500℃。通明陶瓷的紧张用处是制造高压钠灯,它的发光服从比高压汞灯进步一倍,利用寿命达2万小时,是利用寿命最长的高效电光源。高压钠灯的事情波动高达1200℃,压力大、腐化性强,选用氧化铝通明陶瓷为质料乐成地制造出高压钠灯。通明陶瓷的通明度、强度、硬度都高于平凡玻璃,它们耐磨损、耐划伤,用通明陶瓷可以制造防弹汽车的窗、坦克的察看窗、轰炸机的轰炸对准器和初级防护眼镜等。

  通明氧化铝陶瓷或通明多晶氧化铝陶瓷。其主晶相为α-Al2O3。密度3.98g/cm3以上。直线透光率90%~95%以上。介电常数大于9.8。介电消耗角正切值小于2.5×10-4(1GC),抗弯强度大于350~380MPa。击穿强度6.0~6.4KV/mm。热收缩系数(6.5~8.5)×10-6/℃。低温下具有精良耐碱金属蒸气腐化性。质料为纯度99.99%以上的Al2O3,添加大批纯氧化镁、三氧化二镧、或三氧化二钇等添加剂,接纳一连等静压成型,氛围烧结或热压烧结,严厉控制晶粒巨细,可取得高致密通明陶瓷。用于制造高压钠灯的发光管(事情寿命可凌驾2万h)。也可用作微波集成电路基片、轴承质料、耐磨外表质料和红外光学元件质料等。 

  通明氧化铝陶瓷成品及其制造办法,配方包罗氧化铝、烧结剂、塑化剂、光滑剂,工艺包罗(1)将氧化铝粉末、烧结剂、塑化剂、光滑剂按比例配料;(2)加热、混淆匀称制成热塑瓷料;(3)热塑成型;(4)脱脂素烧;(5)低温烧结;可以消费外形庞大、尺寸准确、致密透光的高密度多晶通明氧化铝陶瓷成品和黑色通明氧化铝陶瓷成品。通明陶瓷的制造是无意识[wú yì shí]地在玻璃质料中参加一些微量的金属大概化合物(如金、银、铜、铂、二氧化钛等)作为结晶的中心,在玻璃熔炼、成型之后,再用短波射线(如紫外线、X射线等)举行照射,大概举行热处置,使玻璃中的结晶中心活泼起来,相互聚结在一同,发育发展,构成很多巨大的结晶,如许,就制造出了玻璃陶瓷。用短波射线照射发生结晶的玻璃陶瓷,称为光敏型玻璃陶瓷,用热处置措施发生结晶的玻璃陶瓷,称为热敏型玻璃陶瓷。

  通明陶瓷的机器强度和硬度都很高,能耐受很高的温度,即便在一千度的低温下也不会硬化、变形、析晶。电绝缘功能、化学波动性都很高。光敏型玻璃陶瓷另有一个很风趣的功能,便是它能象照相底片一样感光,由于这种通明陶瓷有如许的感光功能,故又称它为感光玻璃。而且它的抗化学腐化的功能也很好,可担当放射性物质的激烈辐射。它不光可以象玻璃那样透过光芒,并且还可以透过波长10微米以上的红外线,因而,可用来制造平面产业电视的察看镜,防核爆炸闪光危害的眼镜,新型光源高压钠灯的放电管。

  通明陶瓷的用处非常普遍,在机器产业上可以用来制造车床上的高速切削刀,汽轮机叶片,水泵,喷气发起机的零件等,在化学产业上可以用作低温耐腐化质料以取代不锈钢等,在国防军事上,通明陶瓷又是一种很好的通明防弹质料,还可以做成导弹等航行器头部的雷达天线罩和红外线整流罩等;在仪表产业上可用作高硬度质料以取代宝石,在电子产业上可以用来制造印刷线路的基板和镂板,在日用生存中可以用来制造种种器皿,瓶罐,餐具等等。通明氧化铝陶瓷具有对可见光和红外光精良的透过性同时也具有低温强度大、耐热性好、耐腐化性强、比体积电阻大等特点,普遍用于钠灯管、红外检测、高频绝缘质料等。 

  亚微米高纯通明氧化铝陶瓷质料的制备办法,属于通明氧化铝陶瓷质料制备技能范畴。其特性在于它顺次含有如下技能工艺:用干压加冷等静压的成型工艺把α-Al2O3粉末成型;然后对这些坯体利用无压预烧结:无压预烧结的温度为(1200~1350)℃,工夫为(30~480)分钟;把预烧结后的坯体置入热等静压炉中举行后处置,处置温度为(1150~1350)℃,压力为(140~190)MPa,保温保压的工夫为(30~60)分钟,用Ar气作掩护气,失掉的陶瓷体绝对密度大于99.9%;最初对烧结出的陶瓷体举行立体磨制和抛光。它不必加任何添加剂,工艺复杂;接纳高温烧结,能耗低;尤其是晶粒尺寸小于1μm,故称为亚微米氧化铝陶瓷。因此具有较高的透光度和机器功能,合适于制造高压钠灯管、低温炉察看窗以及用作装饰质料等。总之,通明陶瓷简直在很多古代迷信技能范畴和一样平常生存中都有效武之地,其种类之多,本事之高,用处之普遍,真不愧为陶瓷产业中的一颗通明莹亮的明珠。由于低温高压的钠蒸气腐化性极强,一样平常的抗钠玻璃和石英玻璃均不克不及胜任;而接纳半通明多晶氧化铝为的是抵挡钠的腐化。 

  近来,国际某研讨所课题组在低对称系统的氧化铝通明陶瓷的制备方面获得了紧张的停顿,并请求列创造专利。从上世纪60年月初第一块氧化铝通明陶瓷问世以来,通明陶瓷获得了令人注目的停顿。通明陶瓷作为一种新兴质料除了自己具有宽范畴的透光性外,还具有高热导率、低电导率、低介电常数和介电消耗、高强度、高硬度、耐磨损、耐腐化性好等一系列优秀的综合功能。与玻璃质料相比,通明陶瓷除具有高强度、高硬度等好处,还具有更高的韧性,更好的抗外表破坏功能;与单晶相比,又具有更低的制备温度和更短的消费周期,并且在尺寸和布局上更容易控制。因而,通明陶瓷渐渐在照明技能、光学、特种仪器制造、电子技能及低温技能、航空航天等范畴取得日益普遍的使用。但是,迄今高质量的通明陶瓷仅范围于高对称性的立方晶系,如CaF2、Y2O3、YAG等,其光学功能可与响应的单晶媲美;而低对称系统通明陶瓷的研讨不停倘佯在较低程度,研讨工具范围于氧化铝,并且光透过率较低。研讨职员发明,六方晶系的氧化铝在光学上属于一轴晶非均质体,对光芒有双折率征象;当光芒穿过恣意取向的两相邻晶粒时,会产生晶界双折射;多晶陶瓷存在着成百上千恣意取向的晶粒,屡次重复的双折射终极招致透过率的降落;也严峻拦阻了低对称系统通明陶瓷的开展。研讨职员提出,当各个晶粒的光轴互相平行分列时,在实际上晶界双折射可以消弭;在强磁场中氧化铝颗粒的c轴会沿着磁场偏向分列,而氧化铝的c轴便是光轴偏向。据此,他们经过磁场帮助的注浆成型办法,制备出氧化铝颗粒具有取向性分列的陶瓷坯体,然后颠末氢氛围烧结失掉光轴互相平行的通明多晶氧化铝陶瓷。与晶粒无序分列的半通明氧化铝陶瓷相比,光学功能失掉了大幅度进步,将来无望替换蓝宝石单晶质料用于可见-红外窗口、通明装甲以及激光介质质料。该研讨办法还可以拓展使用于别的低对称系统通明陶瓷的探究研讨。通明氧化铝陶瓷放电管由圆形筒和两个带细管的碗形件三件体组成,第一个带细管的碗形件由圆筒、细管和球形或椭球形过渡圆筒构成,用模具一次压抑成型,两个带细管的碗形件的外形尺寸相反,第二个带细管的碗形件异样由圆筒、细管和球形或椭球形过渡圆筒构成,用模具一次压抑成型,两个带细管的碗形件的圆筒与圆形筒的端部过盈共同。这种布局有利于进步陶瓷金属卤化物灯电弧管两头的冷端温度,使电弧管内的蒸气压降低,增长参于放电发光的金属原子的浓度和数目,从而进步灯的光、色功能,同时制造工艺复杂,有利于陶瓷放电管烧结密封的可*性。通明氧化铝陶瓷托槽及其制造办法,触及口腔正畸技能所利用的陶瓷托槽及制造办法,详细触及通明氧化铝陶瓷托槽及制造办法。一种通明氧化铝陶瓷托槽,包罗托槽体1、托槽翼2、所述托槽陶瓷的均匀晶粒尺寸为0.3至5微米。一种通明氧化铝陶瓷托槽的制造办法,包罗下列步调:将纯度大于99.9%的超细氧化铝粉料混淆成型;颠末脱脂后,在1200至1500℃,在氛围中烧结;然后在1100至1400℃下举行热等静压处置。本创造制造的通明氧化铝陶瓷强度高,外表平滑,摩擦力与金属托槽相称,而且烧结温度低,工艺复杂,合适范围消费。   

  现在,我国曾经呈现多家专业消费高纯氧化铝陶瓷成品的厂家,自20世纪90年月开端消费95%、99%氧化铝陶瓷,有的厂家已构成年贩卖额1000万元的范围。最新从外洋引进古代化的消费设置装备摆设和先辈的消费工艺技能,并兼多年氧化铝陶瓷消费之履历,倾力向市场推出专门用于高压钠灯炷的通明氧化铝瓷管,现在产品各项技能目标均到达国际尺度,此中透光率在95%以上,规格有100W、150W、250W、400W等多种。
 

 

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