先進結構陶瓷中氧化物陶瓷的介紹

氧化物陶瓷主要包括氧化鋁陶瓷，氧化鋯陶瓷及氧化鈹陶瓷等，下面來詳細介紹下！

①氧化鋁陶瓷

氧化鋁陶瓷是一種以口-A12 03為主晶相的陶瓷材料。其中A12 03含量一般在75%～99. 9%之間。通常以配料中的Al2 03含量來分類。含量在75%左右為“75”瓷，含量在85%的為“85”瓷，含量在95%的為“95”瓷，含量在99%的為“99”瓷。氧化鋁主要有d、B、y三種晶型，B-Al2 03是一種含有堿土金屬或堿金屬的鋁酸鹽，六方晶格（a=0. 56nm，c=2.25nm）,密度 3.3～3.63g/cm:3，1400--l500℃開始分解，1600℃轉變?yōu)閐-A12 03，；r-Al2 O3屬尖晶石型（立方）結構，氧原子呈立方密堆積，鋁原子填充在間隙中，它的密度較小，為3.42～3.47g/cm，高溫下不穩(wěn)定,機電性能差，很少單獨制成材料使用，在1500℃可轉化為a-Al2()3；幾種晶型中．d-Al2()3最穩(wěn)定，為高溫形態(tài)．它的穩(wěn)定溫度高達熔點，密度3. 96～4.Olg/cms，屬六方晶系，剛玉結構，“一 0.476nm，c=1.299nm。在自然界中以天然剛王、紅寶石、藍寶行等礦物存在，a -A12 03結構最緊密，活性低，高溫穩(wěn)定。電學性質最好，具有優(yōu)良的機電性能，莫氏硬度為9。氧化鋁瓷具有高機械強度、高體積電阻率、良好的電絕緣性 能、高強度、耐磨損、抗氧化等一系列特性，被廣泛用作結構部件和功能裝置瓷件，如機械、化T領域使用的耐磨耐腐蝕構件；坩堝、保護管、冶金T業(yè)中使用的耐火材料；基板、絕緣子、雷達天線罩、微波電毹質等電子工業(yè)用瓷件。氧化鋁陶瓷是研究較早、應用廣泛且校成熟的先進陶瓷之一。

②氧化鋯陶瓷

氧化鋯陶瓷是新近發(fā)展起來的僅次于氧化鋁陶瓷的一種很重要的結構陶瓷。氧化鋯有三種品型。常溫下是單斜晶型，密度5. 65g/cm3，加熱到1170℃左右變?yōu)樗姆骄停芏?.lg/cm3，加熱到2370。C左右轉變?yōu)榱⒎骄停芏?. 27g／cm3，至2700℃左右熔融。上述變化是可逆轉變。單斜晶型 與四方品型之間的轉變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時南單斜Zr()p，轉變?yōu)樗姆絑r0 2，體積收縮，冷卻時由四方ZrO z轉變?yōu)閱涡盳r()2，體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發(fā)牛在同一溫度，前者約在1200℃．后者約在1000℃，伴隨著晶型轉變，有熱效應產生。氧化鋯具有熔點、硬度、強度和韌性高，比熱容和熱導率低，可形成氧空位缺陷固溶體等特點．被廣泛用作結構陶瓷和功能陶 瓷，如刀具、機械部件、高級耐火材料、高溫陰離子導體、氧傳感器等。但氧化鋯陶瓷的一大缺點是高溫下其強度和韌性嚴重衰減，使其在高溫條件下應用受到限制。

③氧化鈹陶瓷

氧化鈹屬六方晶系，與纖鋅礦晶體結構類型相同，其結構穩(wěn)定，且無晶形轉變。很致密。BeO熔點高達(2570±30)℃，密度3.028g/cm3，莫氏埂度9。 Be0陶瓷有與金屬相近的熱導率，為A12()。的15～20倍。因此可用來作散熱器件；Be0陶瓷具有好的高溫電絕線性能，介電常數高，而且隨著溫度的升高賂有提高，介質損耗小，也隨溫度升高而略有升高。因此可用以制造高溫比體積電阻高的絕緣材料。Be0陶瓷能抵抗堿性物質的侵蝕（除苛性堿外），可用來做熔煉稀有金屬和高純金屑鈹、鉑、釩等的坩堝。Be()陶瓷具有良好的核性能，對中子減速能力強，對a射線有很高的穿透力，可用來作原子反應堆中子減速劑和防輻射材料等。此外，Be0熱膨脹系數不大．機械強度不高，約為口-AI2 03 的l/4，但在高溫下降不大。Be0有劇毒，這是由粉塵和蒸氣引起的，操作時必須注意防護，但經燒結的Bc0陶瓷是無毒的，在生產中應有安全防護措施。

④莫來石陶瓷

莫來石是Al2 03-Si02二元系統唯一穩(wěn)定的化合物，熔點1800℃，其組成不確定，一般介于2Al2 03．Si02與3Al2 03．Si02之間，通常認為莫來石化學計量式為3Al2 03·2Si02。莫來石具有高溫力學性能好，熱導率與熱脹系數及密度低，抗蠕變性好等優(yōu)點，缺點是常溫力學性能差，且難燒結。莫來石陶瓷在高溫結構陶瓷和耐火材料領域應用廣泛并顯示出良好的潛力。莫來石陶瓷可以用來制造熱電偶保護管、電絕緣管、高溫爐襯，還可用于制造多晶莫來石纖維，高頻裝置瓷的零件，如高頻高壓絕緣子、線圈骨架、電容器外 殼、高壓開關、套管及其他大型裝置器件。此外．由于它具有表面的微細結構，也可用作碳膜電阻的基體等。通過與其他陶瓷復合是提高其常溫力學性能和擴大應用范圍的主要途徑之一。