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 O3（VK-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