多功能、多種類、多優(yōu)勢的氧化鋁陶瓷
氧化鋁陶瓷按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種，有時(shí)Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。其中，99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95、92氧化鋁瓷主要用作陶瓷研磨體等耐腐蝕、耐磨部件；85瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度，有的用作電真空裝置器件。
將入廠的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不同成型工藝制備成粉體材料，粉體粒度在1μm以下，若制造高純氧化鋁陶瓷制品，除氧化鋁純度在99．99%外，還需超細(xì)粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時(shí)，粉料中需引入粘結(jié)劑與可塑劑，一般為重量比在10%~30%的熱塑性塑膠或樹脂，有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)與氧化鋁粉體在150℃~200℃溫度下均勻混合，以利于成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加入粘結(jié)劑。若采用半自動(dòng)或全自動(dòng)干壓成型，對粉體有特別的工藝要求，需要采用噴霧造粒法對粉體進(jìn)行處理，使其呈現(xiàn)圓球狀，以利于提高粉體流動(dòng)性，便于成型中自動(dòng)充填模壁。此外，為減少粉料與模壁的摩擦，還需添加1%~2%的潤滑劑，如硬脂酸及粘結(jié)劑PVA。
欲干壓成型時(shí)，需對粉體噴霧造粒，其中引入聚乙烯醇作為粘結(jié)劑。上海某研究所開發(fā)了一種水溶性石蠟用作Al2O3噴霧造粒的粘結(jié)劑，在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒后的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度松散、流動(dòng)角摩擦溫度小于30℃、顆粒級配比理想等條件，以獲得較大素坯密度。氧化鋁陶瓷干壓成型方法有單軸向或雙向，壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種，可呈半自動(dòng)或全自動(dòng)成型方式。壓機(jī)壓力為200MPa，產(chǎn)量每分鐘可達(dá)15~50件。
干壓過程中，粉體顆粒均勻分布對模具充填非常重要，充填量準(zhǔn)確與否對制造的氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。粉體顆粒以大于60μm、介于60~200目之間，可獲自由流動(dòng)效果，取得壓力成型效果。
將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料的技術(shù)方法叫燒結(jié)。燒結(jié)即將坯體內(nèi)顆粒間空洞排除，將少量氣體及雜質(zhì)有機(jī)物排除，使顆粒之間相互生長結(jié)合，經(jīng)過合理的熱工制度控制，形成以剛玉為主的微晶陶瓷結(jié)構(gòu)。
微晶氧化鋁陶瓷研磨體具有如下特點(diǎn)，特別適合水泥球磨機(jī)應(yīng)用技術(shù)的要求。
1.硬度大：經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所測定，其洛氏硬度為HRA80~90，硬度僅次于金剛石，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能。
2.耐磨性能極好：經(jīng)中南大學(xué)粉末冶金研究所測定，其耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍。根據(jù)客戶跟蹤調(diào)查，在同等水泥粉磨工況下，可至少延長研磨體使用壽命10倍以上。
3.重量輕：其密度為3.6~3.8g/cm3，僅為鋼鐵的一半，可大大減輕設(shè)備負(fù)荷。
4.主要技術(shù)指標(biāo)如下：
氧化鋁陶瓷含量≥92%
密度≥3.6g/cm3
洛氏硬度≥80HRA
抗壓強(qiáng)度≥850MPa
斷裂韌性KΙC≥4.8MPa·m1/2
抗彎強(qiáng)度≥290MPa
導(dǎo)熱系數(shù)20W/m·K
熱膨脹系數(shù)7.2×10-6m/m·K
5.發(fā)展趨勢：氧化鋁陶瓷作為陶瓷中應(yīng)用廣的一種材料，伴隨著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。
(1)技術(shù)裝備水平將快速提高：計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了陶瓷材料工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展。如自動(dòng)控制連續(xù)燒結(jié)窯爐、大功率大容量研磨設(shè)備、高性能制粉造粒設(shè)備、等凈壓成型設(shè)備等的成套設(shè)備，有力地推動(dòng)了行業(yè)整體水平的提高，同時(shí)，在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等方面也都有明顯改善。
(2)產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提高：國內(nèi)微晶氧化鋁陶瓷制品從無到有，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，產(chǎn)品質(zhì)量從低到較高，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的歷程。
(3)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將迅速擴(kuò)大：微晶氧化鋁陶瓷制品作為其他行業(yè)或領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料，受到其他行業(yè)發(fā)展水平的影響和限制。從氧化鋁陶瓷的應(yīng)用情況看，其應(yīng)用范圍越來越寬，用量越來越大，特別是在新型干法生產(chǎn)中的水泥粉磨系統(tǒng)和建筑陶瓷方面尤為顯著。
