氧化鋁粉體的改性及燒結性能研究.pdf

1、高純氧化鋁粉體是純度在99.99％以上的超微細粉體，作為一種精細化工產(chǎn)品在國內外發(fā)展極為迅速。高性能氧化鋁粉體要求做到高純、超細、較窄的粒徑分布且無硬團聚。目前，生產(chǎn)高品質氧化鋁透明陶瓷產(chǎn)品的高純氧化鋁粉體原料主要被國外公司所控制。國內生產(chǎn)氧化鋁粉體的單位很多但真正能批量生產(chǎn)高純度且有一定市場份額的屈指可數(shù)。近年來，國內雖在純度及微量雜質元素的控制技術上實現(xiàn)了突破，但是還存在以下兩個主要問題：一是粉體批次穩(wěn)定性相對較差；二是粉體粒度分布

2、及團聚情況還沒得到很好的解決。
　　 針對以上問題，本課題開展了以下研究內容：研究市售氧化鋁粉體的處理技術，主要包括降低微量雜質的純化技術和粒度分布調控與分散技術。此外，嘗試了采用改性處理的高純度氧化鋁粉體并結合不同的成型工藝來制備了陶瓷金鹵燈用透明氧化鋁管部件及透明氧化鋁紅外頭罩材料。取得的主要結果如下：
　　 1、采用氫氣和氯氣的混合氣體，反應生成的HC1高溫下能夠有效降低Al2O3粉體中Fe、Na、K、Mg、Ca幾

3、種雜質元素的含量；
　　 2、通過在國產(chǎn)高純度氧化鋁粉體中添加分散劑進行濕法研磨，能夠顯著改善粉體的團聚，得到具有較好的分散性能和類似球形的形貌，粒徑呈單峰分布且中位粒徑在D50在1μm左右；
　　 3、新鄉(xiāng)氧化鋁粉體添加少量氧化鎂為燒結助劑，在1500℃低溫燒結，得到相對密度為98％，平均抗彎強度達到545MPa，晶粒尺寸為2～3μm的細晶高強氧化鋁陶瓷；在1450℃/2h燒結，Al2O3/ZrO2復合材料的力學性能較

4、好，抗彎強度為797MPa，其抗彎強度比此純Al2O3粉燒結的陶瓷提高了46％;
　　 4、采用新鄉(xiāng)粉體為原料，分別摻雜MgO、ZrO2、La2O3作為燒結助劑，都有助于降低燒結溫度、提高透明氧化鋁陶瓷的透過率，其中MgO、ZrO2的摻雜對晶粒的發(fā)育沒有明顯作用，而La2O3的摻雜有效地抑制了晶粒的異常長大，使陶瓷具有均一的顯微結構。
　　 5、采用注漿成型工藝，經(jīng)真空燒結成功制備了高光學質量的陶瓷金鹵燈用一體化透明氧化