特種陶瓷第一講 氧化鋁陶瓷

1、1特種陶瓷2特種陶瓷主要參考文獻：主要參考文獻：1.畢見強畢見強. 特種陶瓷工藝與性能特種陶瓷工藝與性能.哈爾濱哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出哈爾濱工業(yè)大學出版社版社,2008.2. 李世普特種陶瓷工藝學武漢：武漢理工大學出版社，李世普特種陶瓷工藝學武漢：武漢理工大學出版社，2003.3. 劉維良先進陶瓷工藝學武漢：武漢理工大學出版社，劉維良先進陶瓷工藝學武漢：武漢理工大學出版社，2004.4. 肖漢寧等編著高性能結構陶瓷及其應用北京：化學肖漢寧等編著高性能結構陶瓷及其應用北京：化學工業(yè)出版社工業(yè)出版社,2006.5. 張玉軍等編著結構陶瓷材料及其應用北京：化學工張玉軍等編著結構陶瓷材料及其應用北京

2、：化學工業(yè)出版社業(yè)出版社,2005.6. 樊新民等編著工程陶瓷及其應用北京：機械工業(yè)出樊新民等編著工程陶瓷及其應用北京：機械工業(yè)出版社版社,2006.3緒緒 論論一、一、特種陶瓷的概念特種陶瓷的概念二、二、特種陶瓷的分類特種陶瓷的分類三、三、特種陶瓷的特性與應用特種陶瓷的特性與應用四、特種陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別四、特種陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別五、五、國外特種陶瓷研究動向國外特種陶瓷研究動向六、六、國內特種陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀國內特種陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀七、七、國內外主要差距國內外主要差距八、八、特種陶瓷產品的發(fā)展趨勢特種陶瓷產品的發(fā)展趨勢4一、特種陶瓷的概念一、特種陶瓷的概念 特種陶瓷是有別于日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)

3、生陶瓷等傳統(tǒng)特種陶瓷是有別于日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷等傳統(tǒng)陶瓷的一類新型陶瓷的總稱。它主要是指以高純度人工合成的陶瓷的一類新型陶瓷的總稱。它主要是指以高純度人工合成的無機化合物為原料，采用現(xiàn)代材料工藝制備的、具有獨特和優(yōu)無機化合物為原料，采用現(xiàn)代材料工藝制備的、具有獨特和優(yōu)異性能的陶瓷材料。特種陶瓷屬新材料領域，是國家異性能的陶瓷材料。特種陶瓷屬新材料領域，是國家“十一五十一五”發(fā)展規(guī)劃中重點發(fā)展的項目。在國家高技術研究計劃（發(fā)展規(guī)劃中重點發(fā)展的項目。在國家高技術研究計劃（863計劃）計劃）和國家重點新產品推廣計劃中都有不少特種陶瓷的項目和產品。和國家重點新產品推廣計劃中都有不少特種陶瓷的

4、項目和產品。 關于特種陶瓷的定義，可作如下定義：關于特種陶瓷的定義，可作如下定義：采用高度采用高度精選過的原料，具有能精確控制的化學組成，按照精選過的原料，具有能精確控制的化學組成，按照便于進行結構設計及控制制造的方法進行制造、加便于進行結構設計及控制制造的方法進行制造、加工的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。工的，具有優(yōu)異特性的陶瓷。5n世界各國以及國內人士對特種陶瓷的稱謂不一，說法世界各國以及國內人士對特種陶瓷的稱謂不一，說法眾多：眾多：n英國人認為英國人認為“技術陶瓷（技術陶瓷（technology ceramics）較）較為適當為適當”；美國人常稱作；美國人常稱作“高級陶瓷或近代陶瓷高級陶瓷或近代

5、陶瓷（advanced ceramics）”、“高效陶瓷高效陶瓷”（high performance ceramics）；日本人則常以）；日本人則常以“精細陶精細陶瓷瓷”（fine ceramics）或）或“新型陶瓷新型陶瓷”（new ceramics）命之。）命之。n我國雖然有人將其稱作我國雖然有人將其稱作“工業(yè)陶瓷工業(yè)陶瓷”（industrial ceramics）,但仍以稱但仍以稱“特種陶瓷（特種陶瓷（special ceramics）”者居多。者居多。6二、特種陶瓷的分類二、特種陶瓷的分類按特性分：n結構陶瓷：主要利用陶瓷材料的耐高溫、耐腐蝕、耐磨損及化學性質穩(wěn)定等特點。n功能陶瓷：利

6、用某些陶瓷材料所具有的特殊電、磁、熱、光、生物等性能。n陶瓷基復合材料：通過材料設計的方法來改善單組份陶瓷的性能或取得多組份材料性能互補的優(yōu)勢，擴大其應用范圍。7按材質分：n氧化物陶瓷：氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鈦、氧化鋅n碳化物陶瓷：碳化硅、碳化鈦、碳化鎢n氮化物陶瓷：氮化硅、氮化鋁、氮化硼n硼化物陶瓷：二硼化鈦、二硼化鋯n硅化物陶瓷：二硅化鉬8按用途分：按用途分：n電子陶瓷：陶瓷電容、電阻、電感、基板、封裝用陶瓷，超導陶瓷、絕緣陶瓷n熱陶瓷：發(fā)熱陶瓷、導熱陶瓷、隔熱陶瓷n耐磨陶瓷：陶瓷軸承、密封件、研磨體、內襯n光陶瓷：透明陶瓷、光導纖維、激光陶瓷n敏感陶瓷：熱敏、壓敏、氣敏、光敏陶瓷n

7、核陶瓷：核燃料（氧化鈾）、核保護（含硼陶瓷）n化學陶瓷：耐酸陶瓷、耐堿陶瓷、過濾、催化用陶瓷91、結構陶瓷高溫結構陶瓷高溫結構陶瓷：發(fā)動機用陶瓷、高級耐火材料、噴嘴、陶瓷換熱器高硬耐磨陶瓷高硬耐磨陶瓷：陶瓷刀具、磨料磨具、陶瓷密封件、陶瓷軸承、研磨體生物結構陶瓷生物結構陶瓷：人工齒、人工骨10112 2、功能陶瓷、功能陶瓷電子陶瓷電子陶瓷：陶瓷電容器、壓電陶瓷、鐵電陶瓷、電介質陶瓷、半導體陶瓷、超導陶瓷磁性陶瓷磁性陶瓷：鐵氧體、磁記錄材料、磁泡材料、永磁材料光學光學( (電電) )陶瓷陶瓷：紅外窗口材料、光敏陶瓷、光電陶瓷、光導纖維12陶瓷傳感器陶瓷傳感器：熱敏陶瓷、壓敏陶瓷、濕敏陶瓷、氣敏陶

8、瓷、光敏陶瓷能源陶瓷能源陶瓷：核反應堆用陶瓷、太陽能材料、紅外輻射陶瓷、隔熱保溫材料化學陶瓷化學陶瓷：催化劑載體、分子篩、耐酸陶瓷生物陶瓷生物陶瓷：生物活性陶瓷、人工心臟13多層電子封裝多層電子封裝14電子陶瓷片式器件（電容、電感、電阻）電子陶瓷片式器件（電容、電感、電阻）153、陶瓷基復合材料顆粒彌散強化顆粒彌散強化：SiCp/Si3N4, ZrO2p/Al2O3晶須強化晶須強化：SiCw/Al2O3纖維強化纖維強化：Cf/SiC, Cf/C復合材料應用應用：陶瓷刀具，發(fā)動機零部件，飛機剎車片，火箭噴管，航天飛機燒蝕材料16火箭噴管C/C剎車盤17 種種 類類 材材 料料 氧氧 化化 物物

9、系系Al2O3，MgO，ZrO2，SiO2，BeO等等非非氧氧化化物物系系碳碳 化化 物物SiC，TiC，B4C，WC，ZrC等等氮氮 化化 物物Si3N4，AlN，BN，TiN，ZrN等等硼硼 化化 物物ZrB2， TiB2， WB，LaB6等等硅硅 化化 物物MoSi2氟氟 化化 物物CaF2，BaF2，MgF2硫硫 化化 物物ZnS，TiS2，MxMo6S8（M=Pb, Cu, Gd）碳和石墨碳和石墨C表表1 結構陶瓷的分類結構陶瓷的分類18分分類類功能陶瓷功能陶瓷典典 型型 材材 料料主要用途主要用途電功電功能陶能陶瓷瓷絕緣陶瓷絕緣陶瓷Al2O3、BeO、MgO、AlN、SiC集成電路

10、基片、封裝陶瓷、高頻絕緣陶瓷集成電路基片、封裝陶瓷、高頻絕緣陶瓷介電陶瓷介電陶瓷TiO2、La2Ti2O7、Ba2Ti9O20陶瓷電容器、微波陶瓷陶瓷電容器、微波陶瓷鐵電陶瓷鐵電陶瓷BaTiO3、SrTiO3陶瓷電容器陶瓷電容器壓電陶瓷壓電陶瓷PZT、PT、LNN(PbBa)NaNb5O15超聲換能器、諧振器、濾波器、壓電點火、超聲換能器、諧振器、濾波器、壓電點火、壓電電動機、表面波延遲元件壓電電動機、表面波延遲元件半導體陶瓷半導體陶瓷PTC(Ba-Sr-Pb)TiO3 、 NTC(Mn、Co、Ni、Fe、LaCrO3)、CTR(V2O5 )溫度補償和自控加熱元件等溫度傳感器、溫度補償和自控加

11、熱元件等溫度傳感器、溫度補償器等熱傳感元件、防火災傳感器溫度補償器等熱傳感元件、防火災傳感器等等ZnO壓敏電阻壓敏電阻浪涌電流吸收器、噪聲消除、避雷器浪涌電流吸收器、噪聲消除、避雷器SiC發(fā)熱體發(fā)熱體電爐、小型電熱器等電爐、小型電熱器等快離子導體快離子導體陶瓷陶瓷-Al2O3、ZrO2鈉鈉-硫電池固體電介質、氧傳感器陶瓷硫電池固體電介質、氧傳感器陶瓷高溫超導陶高溫超導陶瓷瓷La-Ba-Cu-O、Y-Ba-Cu-O、Bi-Sr-Ca-Cu-O、Ti-Ba-Ca-Cu-O超導材料超導材料表表2 功能陶瓷的分類功能陶瓷的分類19分分 類類 功功 能能 陶陶 瓷瓷 典典 型型 材材 料料 主主 要要

12、用用 途途磁磁 功功能能 陶陶瓷瓷軟磁鐵氧體軟磁鐵氧體Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn、Cu-Zn-Mg電視機、收錄機的電視機、收錄機的磁芯，記錄磁頭、磁芯，記錄磁頭、溫度傳感器，計算溫度傳感器，計算機電源磁芯、電波機電源磁芯、電波吸收體吸收體硬磁鐵氧體硬磁鐵氧體Ba、Sr鐵氧體鐵氧體鐵氧體磁石鐵氧體磁石記憶用鐵氧體記憶用鐵氧體Li、Mn、Ni、Mg、Zn與鐵形成的尖與鐵形成的尖晶石型晶石型計算機磁芯計算機磁芯光光功功能能陶陶瓷瓷透明透明Al2O3陶瓷陶瓷Al2O3高壓鈉燈高壓鈉燈透明透明MgO陶瓷陶瓷MgO照明或特殊燈管，照明或特殊燈管，紅外輸出窗材料紅外輸出窗材料透明透明Y2O3-ThO

13、2陶陶瓷瓷Y2O3ThO2激光元件激光元件透明鐵電陶瓷透明鐵電陶瓷PLZT光存儲元件、視頻光存儲元件、視頻顯示和存儲系統(tǒng)，顯示和存儲系統(tǒng)，光開關、光閥等光開關、光閥等20分類分類功能陶瓷功能陶瓷 典典 型型 材材 料料 主主 要要 用用 途途生生物物及及化化學學功功能能陶陶瓷瓷濕敏陶瓷濕敏陶瓷MgCr2O4-TiO2、ZnO-Cr2O3、Fe3O4等等工業(yè)濕度檢測、烹飪工業(yè)濕度檢測、烹飪控制元件控制元件氣敏陶瓷氣敏陶瓷SnO2、-Fe2O3、ZrO2、TiO2、ZnO等等汽車傳感器、氣體泄汽車傳感器、氣體泄漏報警，各類氣體檢漏報警，各類氣體檢測測載體用陶載體用陶瓷瓷堇青石瓷、堇青石瓷、Al2O

14、3瓷、瓷、SiO2-Al2O3瓷等瓷等汽車尾氣催化載體、汽車尾氣催化載體、化工用催化載體、酵化工用催化載體、酵素固定載體素固定載體催化用陶催化用陶瓷瓷沸石、過渡金屬氧化沸石、過渡金屬氧化物物接觸分解反應催化、接觸分解反應催化、排氣凈化催化排氣凈化催化生物陶瓷生物陶瓷Al2O3、Ca5(F、Cl)P3O12人造牙齒、關節(jié)骨等人造牙齒、關節(jié)骨等21三、特種陶瓷的特性與應用三、特種陶瓷的特性與應用 特種陶瓷，由于不同的化學組分和顯特種陶瓷，由于不同的化學組分和顯微結構而決定其具有不同的特殊性質和功微結構而決定其具有不同的特殊性質和功能，如高強、高硬、耐溫、耐腐、絕緣、能，如高強、高硬、耐溫、耐腐、絕

15、緣、導電和各種電、磁、光及生物相容性等，導電和各種電、磁、光及生物相容性等，陶瓷材料的這些性能，可以廣泛用于機械、陶瓷材料的這些性能，可以廣泛用于機械、電子、宇航、醫(yī)學工程等各個方面，成為電子、宇航、醫(yī)學工程等各個方面，成為近代尖端科學技術的重要組成部分。近代尖端科學技術的重要組成部分。 特種陶瓷的主要特性和應用見表特種陶瓷的主要特性和應用見表3。22領域領域 特特 性性 應應 用用光、光、電、電、磁磁學學功功能能領領域域電電子子陶陶瓷瓷高絕緣性高絕緣性集成電路組件，集成電路襯底，散熱性絕緣襯底集成電路組件，集成電路襯底，散熱性絕緣襯底鐵電性、介電鐵電性、介電性性圖像存儲元件，電光偏振光元件，

16、高容量電容器圖像存儲元件，電光偏振光元件，高容量電容器壓電性壓電性振子，點火元件，濾波器，壓電變壓器，超聲波元振子，點火元件，濾波器，壓電變壓器，超聲波元件，電子引燃器，彈性表面波元件，電子鐘表件，電子引燃器，彈性表面波元件，電子鐘表熱電性熱電性紅外檢測元件，自計式溫度計，探測器，新型武器紅外檢測元件，自計式溫度計，探測器，新型武器電子放射性電子放射性陰極射線管電子槍熱陰極，熱電子裝置，電子顯微陰極射線管電子槍熱陰極，熱電子裝置，電子顯微鏡，電子束焊機，超大規(guī)模集成電路電子束繪畫儀鏡，電子束焊機，超大規(guī)模集成電路電子束繪畫儀半導性、傳感半導性、傳感性性電阻發(fā)熱體（高溫電爐），濕度傳感器，熱敏電

17、阻電阻發(fā)熱體（高溫電爐），濕度傳感器，熱敏電阻（溫度控制器），壓力傳感器，穩(wěn)壓元件（非線性（溫度控制器），壓力傳感器，穩(wěn)壓元件（非線性電阻），自控系統(tǒng)電阻發(fā)熱元件（電子恒溫器，被電阻），自控系統(tǒng)電阻發(fā)熱元件（電子恒溫器，被褥干燥器，頭發(fā)干燥器），氣體傳感器（氣體泄漏褥干燥器，頭發(fā)干燥器），氣體傳感器（氣體泄漏報警器）報警器）離子導電性離子導電性氧量傳感器（汽車發(fā)動機空氣氧量傳感器（汽車發(fā)動機空氣燃料比控制器），燃料比控制器），高爐的控制，鈉硫電池（功率平衡用）高爐的控制，鈉硫電池（功率平衡用）表表3 特種陶瓷的特性與應用特種陶瓷的特性與應用23 領領 域域 特特 性性 應應 用用光、光、電、電

18、、磁磁學學功功能能領領域域光光電電陶陶瓷瓷熒光性熒光性熒光體，彩色電視顯像管材料熒光體，彩色電視顯像管材料偏振光性偏振光性電光偏振光元件電光偏振光元件光電性光電性光電變換元件光電變換元件光光陶陶瓷瓷透光性透光性耐高溫耐蝕透光性（高壓鈉燈燈管），耐高溫耐蝕透光性（高壓鈉燈燈管），窯爐觀察窗，原子能反應堆窗口，半導窯爐觀察窗，原子能反應堆窗口，半導性透可見光性（光改變色玻璃）性透可見光性（光改變色玻璃）光反射性光反射性耐高溫金屬特性耐高溫金屬特性反射紅外性反射紅外性透過可見光，反射紅外線特性（節(jié)能型透過可見光，反射紅外線特性（節(jié)能型窗玻璃）窗玻璃）導光性導光性通信用光纖，光通信光纜，胃攝像機，通信

19、用光纖，光通信光纜，胃攝像機，光能傳輸纖維光能傳輸纖維磁 性磁 性陶陶 瓷瓷軟磁性、硬軟磁性、硬磁性磁性電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁電腦存儲元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤，橡膠磁鐵，立體聲拾音器，磁頭，盤，橡膠磁鐵，立體聲拾音器，磁頭，現(xiàn)金支付信用卡，冷藏庫氣密磁門現(xiàn)金支付信用卡，冷藏庫氣密磁門24領領 域域 特特 性性 應應 用用熱學熱學功能功能領域領域傳熱性傳熱性集成電路絕緣（散熱）襯底集成電路絕緣（散熱）襯底絕熱性絕熱性耐熱絕熱體，輕質絕熱體，不燃壁材，節(jié)能型爐耐熱絕熱體，輕質絕熱體，不燃壁材，節(jié)能型爐耐高溫性耐高溫性耐高溫結構材料，高溫爐，核聚變反應堆材料，原子耐高溫結構材料，高溫

20、爐，核聚變反應堆材料，原子能反應堆材料能反應堆材料機機械械功功能能領領域域高強度、耐磨性、高強度、耐磨性、非膨脹收縮性非膨脹收縮性超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲模超高精度全陶瓷車床，機床，測量機械，拉絲模高強度、耐高溫高強度、耐高溫性性高性能高效汽車發(fā)動機，燃氣輪機葉片，柴油機，高性能高效汽車發(fā)動機，燃氣輪機葉片，柴油機，Sterling發(fā)動機，航天飛機表面瓦發(fā)動機，航天飛機表面瓦高比強度性高比強度性汽車零件，人造衛(wèi)星機體，火箭機體，飛機機體汽車零件，人造衛(wèi)星機體，火箭機體，飛機機體高模量高模量高爾夫球棒，長柄，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚竿，高爾夫球棒，長柄，網球拍，撐桿跳高撐桿，釣

21、魚竿，各種彈簧材料各種彈簧材料超硬性超硬性研磨材料，切削工具，磨削材料研磨材料，切削工具，磨削材料潤滑性潤滑性軸承材料，高溫潤滑材料軸承材料，高溫潤滑材料生物生物化學化學功能功能領域領域骨親和性骨親和性人工骨，人造牙根，人造關節(jié)人工骨，人造牙根，人造關節(jié)載體性載體性固定酶載體，催化劑載體，生物化學反應控制裝置固定酶載體，催化劑載體，生物化學反應控制裝置耐蝕性耐蝕性理化儀器，化工陶瓷，化學裝置內襯，原子能有關材理化儀器，化工陶瓷，化學裝置內襯，原子能有關材料料催化性催化性水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑水煤氣反應催化劑，耐熱催化劑，化學用催化劑25四、特種陶瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別四、特種陶

22、瓷與傳統(tǒng)陶瓷的區(qū)別n1、原料n在原料上，突破了傳統(tǒng)陶瓷以粘土為主要原料的界限，代之以“高度精選的原料”。n2、成分n在成分上，傳統(tǒng)陶瓷的組成主要由粘土的組成決定，所以不同產地的陶瓷有不同的質地。特種陶瓷的原料一般是純化合物，因此其成分由人工配比而非由原料產地決定。26n3、制備工藝n傳統(tǒng)陶瓷：以窯爐為主要生產手段。n特種陶瓷：廣泛采用諸如真空燒結，保護氣氛燒結，熱壓、熱等靜壓等先進手段。n4、性能n與傳統(tǒng)陶瓷相比，特種陶瓷具有不同的特殊性能，如高強度、高硬度、耐酸蝕以及在磁、電、光、聲、生物工程等各方面具有特殊性能。27五、國外特種陶瓷研究動向五、國外特種陶瓷研究動向n 國外特種陶瓷的開發(fā)研究

23、始于國外特種陶瓷的開發(fā)研究始于20世紀的世紀的20年代，年代，據報道，據報道，1924年德國科學家魯夫在年德國科學家魯夫在2000 左右成功左右成功地燒制了一塊潔白如玉、堅硬的陶瓷地燒制了一塊潔白如玉、堅硬的陶瓷世界上第一世界上第一塊純氧化鋁陶瓷。其硬度在當時僅次于金剛石，機械塊純氧化鋁陶瓷。其硬度在當時僅次于金剛石，機械強度、耐化學腐蝕性、電絕緣性等性能均非常好。它強度、耐化學腐蝕性、電絕緣性等性能均非常好。它的誕生標志著特種陶瓷新時代的開始。的誕生標志著特種陶瓷新時代的開始。28n據有關統(tǒng)計資料顯示：據有關統(tǒng)計資料顯示：2006年，全球使用特種陶瓷的量達年，全球使用特種陶瓷的量達800多億

24、美元，且平均每年以多億美元，且平均每年以15%-20%的速度增長。的速度增長。據預據預測，到測，到2010年，世界特種陶瓷市場的銷售額可望達到年，世界特種陶瓷市場的銷售額可望達到1500億美元左右。億美元左右。美國與日本在特種陶瓷方面的研究與開發(fā)遙美國與日本在特種陶瓷方面的研究與開發(fā)遙遙領先于世界上其他國家，其特種陶瓷的銷售量也逐年增遙領先于世界上其他國家，其特種陶瓷的銷售量也逐年增加。加。 n據有關媒體報道的統(tǒng)計資料顯示：據有關媒體報道的統(tǒng)計資料顯示：1980年年美國美國特種陶瓷市特種陶瓷市場規(guī)模僅為場規(guī)模僅為5.56億美元，億美元，1990年達到了年達到了21.96億美元，億美元，2000

25、年高達年高達51.25億美元。億美元。20年間增長了近年間增長了近10倍倍。日本日本的特種陶的特種陶瓷市場同樣得到了飛速發(fā)展，瓷市場同樣得到了飛速發(fā)展，1980年為年為6950億日元，億日元，1990年達年達25263億日元，億日元，2000年高達年高達61261億日元，億日元，20年間增長年間增長了近了近9倍。倍。29 表4 美國特種陶瓷市場規(guī)模 單位：百萬美元產品類型1980年1985年1990年2000年電子陶瓷534170819903485切削刀具35160耐磨零件2045180540發(fā)動機零件2156840生物陶瓷1030其 它21570合 計55617742196512530表5

26、日本特種陶瓷市場規(guī)模 單位：億日元產品類型1983年1985年1990年1995年2000年電磁陶瓷57378586168982626537669機械陶瓷390580102016452082熱陶瓷266468277162359019生化陶瓷298437191229203959光陶瓷173229167246926342核陶瓷8617599014892190總 計69501047525263432466126131v日本發(fā)展特種陶瓷的戰(zhàn)略步驟日本發(fā)展特種陶瓷的戰(zhàn)略步驟是首先開發(fā)制造日用生產用是首先開發(fā)制造日用生產用品和某些發(fā)熱元件，如陶瓷剪刀、陶瓷加熱器、陶瓷手術刀、品和某些發(fā)熱元件，如陶瓷剪刀、

27、陶瓷加熱器、陶瓷手術刀、人造陶瓷關節(jié)及陶瓷滾珠圓珠筆等，這些產品在印尼、泰國、人造陶瓷關節(jié)及陶瓷滾珠圓珠筆等，這些產品在印尼、泰國、新加坡和馬來西亞很受歡迎。新加坡和馬來西亞很受歡迎。v在積累了一定的特種陶瓷生產工藝、掌握了特種陶瓷生產在積累了一定的特種陶瓷生產工藝、掌握了特種陶瓷生產技術的基礎上，日本開始技術的基礎上，日本開始研究開發(fā)高級技術陶瓷及精密陶瓷研究開發(fā)高級技術陶瓷及精密陶瓷元件。元件。如日立公司采用的如日立公司采用的陶瓷薄膜磁頭陶瓷薄膜磁頭，既降低了產品的生，既降低了產品的生產成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。隨即向市產成本，又提高了磁頭的錄音、演奏與消磁性能。隨即向市場

28、投放陶瓷光盤，到場投放陶瓷光盤，到2000年陶瓷光盤的銷售額已達到年陶瓷光盤的銷售額已達到10億美億美元，并成功地打入了東南亞、西歐和美國市場。元，并成功地打入了東南亞、西歐和美國市場。32v目前，日本是全球特種陶瓷的第一生產大國，目前，日本是全球特種陶瓷的第一生產大國，從事陶瓷開發(fā)生產的公司有從事陶瓷開發(fā)生產的公司有500多家多家，在電子陶瓷、，在電子陶瓷、光導纖維、高韌性陶瓷等精細陶瓷材料與陶瓷元光導纖維、高韌性陶瓷等精細陶瓷材料與陶瓷元器件等方面，日本均處于領先地位。器件等方面，日本均處于領先地位。33v美國為世界特種陶瓷的第二生產大國，從事特種陶美國為世界特種陶瓷的第二生產大國，從事特

29、種陶瓷生產的公司有瓷生產的公司有 300多家多家，其中從事高溫結構陶瓷研，其中從事高溫結構陶瓷研發(fā)、生產和應用的公司在發(fā)、生產和應用的公司在30-40家之間，年均高技術家之間，年均高技術陶瓷研發(fā)投入達陶瓷研發(fā)投入達12億美元。億美元。v為了提高航空發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗，美為了提高航空發(fā)動機的推重比和降低燃料消耗，美國制定了先進高溫熱機材料計劃、先進渦輪技術應國制定了先進高溫熱機材料計劃、先進渦輪技術應用計劃、國家宇航計劃和國防關鍵技術計劃，把高用計劃、國家宇航計劃和國防關鍵技術計劃，把高溫結構陶瓷及其復合材料作為重點研究對象。目前溫結構陶瓷及其復合材料作為重點研究對象。目前美國格魯曼公

30、司正在研究大氣層超音速飛機發(fā)動機美國格魯曼公司正在研究大氣層超音速飛機發(fā)動機用陶瓷材料進氣口、燃燒室和噴管等部件。用陶瓷材料進氣口、燃燒室和噴管等部件。34六、國內特種陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀六、國內特種陶瓷發(fā)展現(xiàn)狀n我國的特種陶瓷是五六十年代為支撐我國我國的特種陶瓷是五六十年代為支撐我國“兩彈一星兩彈一星”的的研制而發(fā)展起來的。通過國家從研制而發(fā)展起來的。通過國家從“六五六五”到到“十五十五”的科的科技攻關，以及技攻關，以及“863”計劃、計劃、“973”計劃的重點支持，特種計劃的重點支持，特種陶瓷從研究開發(fā)到應用和產業(yè)化都取得了很大的進展。經陶瓷從研究開發(fā)到應用和產業(yè)化都取得了很大的進展。經過幾十年的

31、發(fā)展，陶瓷基片、陶瓷電容器、陶瓷濾波器、過幾十年的發(fā)展，陶瓷基片、陶瓷電容器、陶瓷濾波器、壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、絕緣陶瓷、泡沫陶瓷等壓電陶瓷、敏感陶瓷、磁性陶瓷、絕緣陶瓷、泡沫陶瓷等等，都已實現(xiàn)了產業(yè)化。目前特種陶瓷已形成了一個具有等，都已實現(xiàn)了產業(yè)化。目前特種陶瓷已形成了一個具有相當規(guī)模的新材料產業(yè)。相當規(guī)模的新材料產業(yè)。n據國家統(tǒng)計局數(shù)據顯示，截止據國家統(tǒng)計局數(shù)據顯示，截止2006年，我國共有規(guī)模以上年，我國共有規(guī)模以上特種陶瓷制造企業(yè)特種陶瓷制造企業(yè)397家，實現(xiàn)工業(yè)總產值家，實現(xiàn)工業(yè)總產值185億元，其中億元，其中從事功能陶瓷的單位占從事功能陶瓷的單位占70%，從事結構陶瓷的單

32、位占，從事結構陶瓷的單位占30%，主要分布在山東、江蘇、湖南、江西、遼寧、福建、上海、主要分布在山東、江蘇、湖南、江西、遼寧、福建、上海、廣東等省市。專家預計，廣東等省市。專家預計，2010年我國特種陶瓷產值將達到年我國特種陶瓷產值將達到400億元，市場需求巨大。億元，市場需求巨大。35n1.深圳深圳：深圳市南玻結構陶瓷有限公司深圳市南玻結構陶瓷有限公司n2.佛山佛山：佛山陶瓷研究所佛山陶瓷研究所n3.婁底婁底：1）新化鑫星電子陶瓷有限公司）新化鑫星電子陶瓷有限公司 2）婁底安地亞斯陶瓷有限公司）婁底安地亞斯陶瓷有限公司n4.長沙：長沙：湖南精城特種陶瓷有限公司湖南精城特種陶瓷有限公司361.

33、深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司一、公司簡介一、公司簡介成立于1991年，是一家致力于結構陶瓷材料研究、開發(fā)與應用的高新技術企業(yè)，為上市公司中國南玻集團股份有限公司的全資子公司。目前已是國內大規(guī)模穩(wěn)定地生產氧化鋯陶瓷專業(yè)企業(yè)。產品包括氧化鋯粉、氧化鋯磨介、氧化鋯推剪和陶瓷閥門等產品，覆蓋石油、化工、機械、電子、醫(yī)藥、食品等十幾個行業(yè)，其中陶瓷閥門、氧化鋯磨介等多項產品榮獲深圳市科技進步獎、國家級新產品稱號，多個產品擁有國家專利。系列產品被中國國際貿易促進委員會列為向歐盟市場推薦產品。1995年，深圳市南玻結構陶瓷有限公司取得德國TUV認證機構頒發(fā)的ISO9001證書,200

34、3年公司又通過了SGS的認證,取得了ISO9001:2000證書。完善的管理體系和嚴格的質量控制，確保了公司每一產品的完美品質。 371.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司二、公司產品二、公司產品磨介磨介 球閥球閥 陶瓷手表配件陶瓷手表配件（表鏈、表殼（表鏈、表殼 ） 381.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司推剪刀片推剪刀片：為美發(fā)推剪、美容鼻毛剪、體毛剪、修眉刀、胡須刀、修羊毛刀、寵物剪毛刀之重要部件 。陶瓷刀陶瓷刀：陶瓷餐刀采用號稱陶瓷鋼的氧化鋯陶瓷材料精制而成，用于現(xiàn)代廚房，具有一系列金屬刀無法比擬的優(yōu)點 391.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷

35、有限有限公司公司各類異形陶瓷件各類異形陶瓷件 陶瓷標準塊陶瓷標準塊 陶瓷柱塞陶瓷柱塞 分選盤、編帶盤分選盤、編帶盤 陶瓷拉線輪陶瓷拉線輪 陶瓷軸承陶瓷軸承 401.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司陶瓷研磨罐陶瓷研磨罐 磨機配件磨機配件：電子漿料、陶瓷粉末、磁性材料、電池原料、稀土材料、非金屬礦等的研磨工藝中 陶瓷軋輥陶瓷軋輥 流體控制用配件流體控制用配件鋯寶石鋯寶石411.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司三、發(fā)展歷程三、發(fā)展歷程 1、1993年年9月月26日日“塊式陶瓷球閥塊式陶瓷球閥”申請實用新型專利證書成功。申請實用新型專利證書成功。2、1993年年

36、10月月10日日“陶瓷球閥陶瓷球閥”申請實用新型專利證書成功。申請實用新型專利證書成功。3、1993年年6月月8日日“陶瓷球閥陶瓷球閥”榮獲廣東省重大科學技術研究成果登記證書。榮獲廣東省重大科學技術研究成果登記證書。4、1995年年5月月16日日“高強度特種陶瓷球閥的開發(fā)和生產高強度特種陶瓷球閥的開發(fā)和生產”獲得深圳市高新獲得深圳市高新技術項目認定書。技術項目認定書。5、1995年年5月月“高性能特種陶瓷球閥高性能特種陶瓷球閥”榮獲國家級新產品證書。榮獲國家級新產品證書。6、1996年年1月月8日通過日通過TUV認證，并獲得證書。認證，并獲得證書。7、1996年年2月月11日日“防脫落型陶瓷柱

37、塞防脫落型陶瓷柱塞”申請實用新型專利證書成功。申請實用新型專利證書成功。8、1998年年7月月1日被評為高新技術企業(yè)，獲得深圳市高新技術企業(yè)證書。日被評為高新技術企業(yè)，獲得深圳市高新技術企業(yè)證書。9、1998年年11月月“高性能氧化鋯陶瓷磨介高性能氧化鋯陶瓷磨介”榮獲國家重點新產品證書。榮獲國家重點新產品證書。10、1999年年5月月10日日“陶瓷凡爾（閥球、閥座）陶瓷凡爾（閥球、閥座）”獲得科學技術成果鑒定證獲得科學技術成果鑒定證書。書。421.深圳深圳市市南玻結構陶瓷南玻結構陶瓷有限有限公司公司11、1999年年10月月30日日“增韌氧化結構陶瓷增韌氧化結構陶瓷”被法國科技質量監(jiān)督評價委員

38、被法國科技質量監(jiān)督評價委員會推薦為高質量科技產品，獲得榮譽證書。會推薦為高質量科技產品，獲得榮譽證書。12、1999年年12月月10日日“超性能陶瓷球閥超性能陶瓷球閥”、“高性能陶瓷磨介高性能陶瓷磨介”分別獲得分別獲得科技進步獎?？萍歼M步獎。13、2002年年8月月“閥球、閥座閥球、閥座”獲得廣東省重點新產品證書。獲得廣東省重點新產品證書。14、2003年年9月公司質量管理體系一次通過月公司質量管理體系一次通過SGS認證機構的現(xiàn)場認證審核。認證機構的現(xiàn)場認證審核。15、2004年年7月向南山區(qū)科技局申報月向南山區(qū)科技局申報“納米氧化鋯的制備新工藝納米氧化鋯的制備新工藝”科技項目科技項目成功。成

39、功。16、2004年以來，公司銷售額、利潤創(chuàng)歷史新高。年以來，公司銷售額、利潤創(chuàng)歷史新高。17、2006年年8月通過月通過SGS認證機構的重新認證審核。認證機構的重新認證審核。432.佛山陶瓷研究所佛山陶瓷研究所一、公司簡介一、公司簡介 佛山市陶瓷研究所始建于佛山市陶瓷研究所始建于1958年年，總部座落在著名，總部座落在著名的南國陶都的南國陶都廣東省佛山市禪城區(qū)石灣，是一家集科廣東省佛山市禪城區(qū)石灣，是一家集科研開發(fā)、技術成果轉化、技術服務及科技期刊出版為一研開發(fā)、技術成果轉化、技術服務及科技期刊出版為一體的廣東省首批綜合型高新技術企業(yè)。不斷開發(fā)出滿足體的廣東省首批綜合型高新技術企業(yè)。不斷開發(fā)

40、出滿足陶瓷市場需求的新產品，并把科技成果成功孵化和推向陶瓷市場需求的新產品，并把科技成果成功孵化和推向市場，進而市場，進而創(chuàng)建了以佛山市陶瓷研究所為母體，簇擁創(chuàng)建了以佛山市陶瓷研究所為母體，簇擁9大大成員、極富競爭力的金剛企業(yè)。成員、極富競爭力的金剛企業(yè)。 442.佛山陶瓷研究所佛山陶瓷研究所n 金剛企業(yè)金剛企業(yè)依托佛山市陶瓷研究所，持續(xù)發(fā)展、壯大，擁依托佛山市陶瓷研究所，持續(xù)發(fā)展、壯大，擁有一支高素質的科技研發(fā)、管理人員隊伍和一大批經驗豐富有一支高素質的科技研發(fā)、管理人員隊伍和一大批經驗豐富的生產工人；擁有數(shù)十項發(fā)明專利、實用新型專利；擁有廣的生產工人；擁有數(shù)十項發(fā)明專利、實用新型專利；擁有

41、廣東南海、廣東順德、山東臨沂三大金剛輥棒生產基地；擁有東南海、廣東順德、山東臨沂三大金剛輥棒生產基地；擁有廣東順德、山東鄒平兩大金剛耐火材料和金剛球石生產基地；廣東順德、山東鄒平兩大金剛耐火材料和金剛球石生產基地；擁有禪城金剛泡沫陶瓷和精細陶瓷生產基地；擁有大型特種擁有禪城金剛泡沫陶瓷和精細陶瓷生產基地；擁有大型特種陶瓷和新材料中試孵化基地，國家級工程陶瓷技術中心，廣陶瓷和新材料中試孵化基地，國家級工程陶瓷技術中心，廣東省最大的陶瓷材料分析檢測中心，以及為陶瓷企業(yè)提供科東省最大的陶瓷材料分析檢測中心，以及為陶瓷企業(yè)提供科技交流信息服務的技交流信息服務的佛山陶瓷佛山陶瓷雜志。雜志。452.佛山陶

42、瓷研究所佛山陶瓷研究所 金剛企業(yè)憑借堅實的技術根基創(chuàng)造了光彩奪目的企業(yè)輝煌，金剛企業(yè)憑借堅實的技術根基創(chuàng)造了光彩奪目的企業(yè)輝煌，開發(fā)出金剛牌陶瓷輥棒、輥棒涂料、耐火材料、高鋁球石、開發(fā)出金剛牌陶瓷輥棒、輥棒涂料、耐火材料、高鋁球石、泡沫陶瓷、無機陶瓷膜管、精細陶瓷、磚底涂料、坯體增強泡沫陶瓷、無機陶瓷膜管、精細陶瓷、磚底涂料、坯體增強劑、煅燒高嶺土、羧甲基纖維素等系列陶瓷和相關產品，占劑、煅燒高嶺土、羧甲基纖維素等系列陶瓷和相關產品，占有國內市場巨大份額，成功搶灘國際市場，產品出口到包括有國內市場巨大份額，成功搶灘國際市場，產品出口到包括西班牙、土耳其、印度、墨西哥等西班牙、土耳其、印度、墨西

43、哥等20多個國家。多個國家。 金剛企業(yè)主導產品金剛企業(yè)主導產品“金剛牌金剛牌”陶瓷輥棒，采用發(fā)明專利陶瓷輥棒，采用發(fā)明專利冷等靜壓技術生產的高檔工業(yè)陶瓷制品，廣泛應用于建筑陶冷等靜壓技術生產的高檔工業(yè)陶瓷制品，廣泛應用于建筑陶瓷、日用陶瓷等工業(yè)窯爐中。金剛輥棒產銷量位居世界前列，瓷、日用陶瓷等工業(yè)窯爐中。金剛輥棒產銷量位居世界前列，榮膺行業(yè)唯一上榜的榮膺行業(yè)唯一上榜的“中國陶瓷行業(yè)名牌產品中國陶瓷行業(yè)名牌產品”稱號。稱號。462.佛山陶瓷研究所佛山陶瓷研究所二、公司產品二、公司產品SF90型碳化硅棍棒 VF95 型中溫陶瓷輥棒 VJ95 急冷帶抗彎陶瓷輥棒 GF98超高溫陶瓷輥棒 472.佛山

44、陶瓷研究所佛山陶瓷研究所泡沫陶瓷過濾材料 莫來石輕質磚 燒嘴磚 氧化鋁襯板、襯片及異型件 耐磨氧化鋁瓷球和襯磚 高速高鋁球磨罐 482.佛山陶瓷研究所佛山陶瓷研究所無機陶瓷膜管 耐火瓷件 坩堝、匣缽 口罩模 49七、國內外主要差距七、國內外主要差距n根據上述國內外特種陶瓷的現(xiàn)狀，我們的主要根據上述國內外特種陶瓷的現(xiàn)狀，我們的主要差距表現(xiàn)如下：差距表現(xiàn)如下：（1）生產能力的差距：）生產能力的差距：全世界特陶產值約全世界特陶產值約300億美元，而國內生產產值估計僅億美元，而國內生產產值估計僅100-150億元億元人民幣，僅占國際特陶市場產值的人民幣，僅占國際特陶市場產值的4%-6%，完全不能滿足國

45、內各工業(yè)部門對它的要求，發(fā)完全不能滿足國內各工業(yè)部門對它的要求，發(fā)展?jié)摿薮?。展?jié)摿薮蟆?0(2)生產規(guī)模上差距：生產規(guī)模上差距：國際上國際上1993年超億美元銷售額的工廠就有年超億美元銷售額的工廠就有22家家(現(xiàn)有上百家現(xiàn)有上百家)而國內僅有幾家可以與它們相比，絕大部而國內僅有幾家可以與它們相比，絕大部分都是中小企業(yè)，分散經營，水平不高，缺競爭力。分都是中小企業(yè)，分散經營，水平不高，缺競爭力。(3)產品結構上差距：產品結構上差距：經過十多年的攻關，特陶產品的品種有了經過十多年的攻關，特陶產品的品種有了較大的擴展，不僅有高溫結構部件，各種耐磨部件，精密窯較大的擴展，不僅有高溫結構部件，各種耐

46、磨部件，精密窯具和陶瓷軸承球，刀具等高科技新產品，而且功能陶瓷的品具和陶瓷軸承球，刀具等高科技新產品，而且功能陶瓷的品種也有所增加。雖然在主要材質品種與國外相近，但與國外種也有所增加。雖然在主要材質品種與國外相近，但與國外新產品相比，差距較大，國外這幾年特陶發(fā)展有賴于電子、新產品相比，差距較大，國外這幾年特陶發(fā)展有賴于電子、通訊和膜分離技術的進步，而我國這方面技術相對落后，國通訊和膜分離技術的進步，而我國這方面技術相對落后，國外已經應用比較成熟的新產品，如汽車、飛船、化工等方面外已經應用比較成熟的新產品，如汽車、飛船、化工等方面特陶新產品，而我國正處在開發(fā)階段，所以不能全部滿足各特陶新產品，而

47、我國正處在開發(fā)階段，所以不能全部滿足各工業(yè)部門的需要。工業(yè)部門的需要。51 (4)技術水平上的差距：技術水平上的差距：特種陶瓷經過特種陶瓷經過10多年的努力，多年的努力，在材料性能，小型的工藝裝置可與國外相比，但產業(yè)在材料性能，小型的工藝裝置可與國外相比，但產業(yè)化后的性能就不能完全達到實驗室水平，主要是缺少化后的性能就不能完全達到實驗室水平，主要是缺少大型特殊的工藝裝備、生產控制手段也不夠理想等。大型特殊的工藝裝備、生產控制手段也不夠理想等。中試手段和相應的技術水平也跟不上要求。中試手段和相應的技術水平也跟不上要求。52n(5)產業(yè)化推進水平方面差距：產業(yè)化推進水平方面差距：鑒于我國工業(yè)基礎與

48、鑒于我國工業(yè)基礎與國外差距較大，特陶生產企業(yè)比較分散，技術力量也國外差距較大，特陶生產企業(yè)比較分散，技術力量也不集中，缺少原始性創(chuàng)新的成果，因此給特陶產業(yè)化不集中，缺少原始性創(chuàng)新的成果，因此給特陶產業(yè)化進程，設置了障礙。因此，如何能統(tǒng)籌特陶的產業(yè)化進程，設置了障礙。因此，如何能統(tǒng)籌特陶的產業(yè)化進程，做好知識產權的保護，處理好產進程，做好知識產權的保護，處理好產-學學-研的關系，研的關系，是當前產業(yè)化推進中必須解決的關鍵，只有如此才能是當前產業(yè)化推進中必須解決的關鍵，只有如此才能加快我國特陶產業(yè)化進程。加快我國特陶產業(yè)化進程。53八、特種陶瓷產品的發(fā)展趨勢八、特種陶瓷產品的發(fā)展趨勢 在未來十年內

49、，特種陶瓷的發(fā)展狀況將仍以功能陶瓷為主軸，同時帶動結構陶瓷的發(fā)展。隨著能源開發(fā)、空間技術、電子技術、激光技術、光電子技術、紅外技術、傳感技術等新技術的發(fā)展，對材料的結構和功能特性將提出越來越高要求，開發(fā)和有效利用高性能、多功能材料引人矚目。 陶瓷材料具有從脆性到超塑性、從絕緣到超導、從隔熱到導熱、從柔軟到超硬以及耐高溫、耐腐蝕、質量輕等特點，其性能變化范圍之大、材料組成之多是金屬材料和有機高分子材料無法相比，因而成為新材料的發(fā)展重心。如今，在新材料世界里，陶瓷材料與金屬材料、有機高分子材料形成三足鼎立之勢，同時它們又互相復合，取長補短，成為推動科學技術發(fā)展和人類社會進步的物質基礎。54n特種陶

50、瓷雖然發(fā)展很快，但在相關技術上還有待完善和提升。為了更好地推動特種陶瓷的研發(fā)和應用，實現(xiàn)商品化生產，今后的研究與開發(fā)重點主要是：今后的研究與開發(fā)重點主要是：(1)高純超細粉末原料的產業(yè)化制備技術和產品的系列化、標準化。(2)高性能陶瓷的特殊成型、燒結、精密加工技術研究。(3)特種陶瓷基礎技術的研究，包括材料設計、模擬仿真、燒結機理、檢測技術等。55(9)陶瓷與陶瓷或陶瓷纖維與其它材料的復合技術研究。(4)特種陶瓷的薄膜化或非晶化技術研究。(5)新型功能陶瓷包括敏感陶瓷、疊層陶瓷、生物陶瓷與超導陶瓷的研究。(6)陶瓷的纖維化技術以及纖維增強陶瓷基復合材料的制備技術和連續(xù)化工藝裝備研究。(7)高性

51、能工程陶瓷：包括陶瓷發(fā)動機、燃氣輪機、高溫密封閥、軸承、泵、風機、煉鋼軋輥、噴管等的研制。(8)多孔陶瓷特別是用于熔融金屬過濾和高溫粉塵、廢氣處理的泡沫陶瓷研制。56第一章第一章 氧化物陶瓷氧化物陶瓷本章主要內容本章主要內容:第一節(jié)第一節(jié) 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷 第二節(jié)第二節(jié) 氧化鎂陶瓷氧化鎂陶瓷第三節(jié)第三節(jié) 氧化鈹陶瓷氧化鈹陶瓷第四節(jié)第四節(jié) 氧化鋯陶瓷氧化鋯陶瓷第二篇第二篇 高溫結構陶瓷高溫結構陶瓷57第一節(jié)第一節(jié) 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷 一、一、Al2O3陶瓷類型陶瓷類型 二、二、Al2O3的晶型的晶型 三、三、Al2O3原料的制備原料的制備 四、四、Al2O3的預燒的預燒 五、五、Al2O3

52、陶瓷的生產工藝陶瓷的生產工藝 六、六、 Al2O3陶瓷的后加工處理陶瓷的后加工處理 七、七、 Al2O3陶瓷的性能與應用陶瓷的性能與應用58一、一、 Al2O3陶瓷類型陶瓷類型 氧化鋁陶瓷（氧化鋁陶瓷（alumina ceramics ）是一種以）是一種以-Al2O3為主晶相的陶瓷材料，其為主晶相的陶瓷材料，其Al2O3含量一般在含量一般在7599.9%之間。通常以配料中之間。通常以配料中Al2O3的含量來分類。的含量來分類。根據根據Al2O3含量不同含量不同，習慣上稱為，習慣上稱為75瓷、瓷、80瓷、瓷、85瓷、瓷、90瓷、瓷、92瓷、瓷、95瓷、瓷、99瓷等。瓷等。59二、二、 Al2O3

53、的晶型的晶型Al2O3具有多種晶體結構具有多種晶體結構，大部分是由氫氧化鋁脫水轉變，大部分是由氫氧化鋁脫水轉變?yōu)榉€(wěn)定結為穩(wěn)定結構的構的-Al2O3時所生成的中間相。它們的結構是時所生成的中間相。它們的結構是不完整的，在高溫下是不穩(wěn)定的，不完整的，在高溫下是不穩(wěn)定的，最后都轉變成最后都轉變成-Al2O3。據文獻報道，已有據文獻報道，已有、 、 、 、 、及無定型氧化鋁等及無定型氧化鋁等12種。但最為種。但最為常見的有三種，即常見的有三種，即-Al2O3、-Al2O3和和-Al2O3。6061(1) -Al2O3-Al2O3是氧化鋁的低溫形態(tài)，由制備工業(yè)氧化鋁的中間是氧化鋁的低溫形態(tài)，由制備工業(yè)氧

54、化鋁的中間產物產物氫氧化鋁經鍛燒而得。其結構疏松，易于吸水，氫氧化鋁經鍛燒而得。其結構疏松，易于吸水，且能被酸堿溶解，性能不穩(wěn)定，不適于直接用來生產氧化且能被酸堿溶解，性能不穩(wěn)定，不適于直接用來生產氧化鋁陶瓷。鋁陶瓷。尖晶石結構，密度低，高溫不穩(wěn)定，很少單獨制成材料。尖晶石結構，密度低，高溫不穩(wěn)定，很少單獨制成材料。通過采用適當?shù)奶砑觿νㄟ^采用適當?shù)奶砑觿?Al2O3進行高溫鍛燒，使進行高溫鍛燒，使-Al2O3不可逆轉的變?yōu)椴豢赡孓D的變?yōu)?Al2O3 (950 1500)，此過程伴此過程伴隨著隨著14.3%的體積收縮，使用鍛燒收縮后得到的的體積收縮，使用鍛燒收縮后得到的-Al2O3生產氧化

55、鋁陶瓷，有利于產品尺寸的控制和減少產品的開生產氧化鋁陶瓷，有利于產品尺寸的控制和減少產品的開裂。裂。62(2) -Al2O3n-Al2O3實際上不是氧化鋁的變體，而是一種含堿金屬實際上不是氧化鋁的變體，而是一種含堿金屬(或或堿土金屬堿土金屬)的鋁酸鹽的鋁酸鹽(其通式為其通式為 R2O11Al2O3，或或 RO6Al2O3)。n-Al2O3是一種不穩(wěn)定的化合物，加熱時，會分解生成是一種不穩(wěn)定的化合物，加熱時，會分解生成Na2O(或或RO)和和-Al2O3，Na2O則揮發(fā)逸出，其分解溫度取則揮發(fā)逸出，其分解溫度取決于高溫鍛燒時的氣氛和壓力。在空氣或氫氣中決于高溫鍛燒時的氣氛和壓力。在空氣或氫氣中1

56、200便便開始分解，超過開始分解，超過1 650則劇烈揮發(fā)。則劇烈揮發(fā)。n由于由于-Al2O3的結構具有明顯的離子導電能力和松弛極化現(xiàn)的結構具有明顯的離子導電能力和松弛極化現(xiàn)象，介質損耗大，電絕緣性能差，在制造無線電陶瓷時不象，介質損耗大，電絕緣性能差，在制造無線電陶瓷時不允許允許-Al2O3的存在。的存在。63(3)-Al2O3屬三方柱狀晶體，晶體結構中氧離子形成六方最緊密堆屬三方柱狀晶體，晶體結構中氧離子形成六方最緊密堆積，鋁離子則在積，鋁離子則在6個氧離子圍成的八面體中心。有天然個氧離子圍成的八面體中心。有天然剛玉、紅寶石、藍寶石等礦物。剛玉、紅寶石、藍寶石等礦物。由于由于-Al2O3具

57、有熔點高，硬度大，耐化學腐蝕，優(yōu)良具有熔點高，硬度大，耐化學腐蝕，優(yōu)良的介電性，的介電性，是氧化鋁各種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，也是自是氧化鋁各種形態(tài)中最穩(wěn)定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化鋁的晶型。然界中惟一存在的氧化鋁的晶型。用用-Al2O3為原料制備的氧化鋁陶瓷材料，其機械性能、為原料制備的氧化鋁陶瓷材料，其機械性能、高溫性能、介電性能及耐化學腐蝕性能都是非常優(yōu)異的。高溫性能、介電性能及耐化學腐蝕性能都是非常優(yōu)異的。64氧化鋁結構圖氧化鋁結構圖65藍寶石 藍色的藍寶石，是由于其中混有少量鈦（藍色的藍寶石，是由于其中混有少量鈦（Ti）和鐵（和鐵（Fe）雜質所致；）雜質所致； 66紅寶石紅色來自

58、鉻紅色來自鉻(Cr) 67三、三、 Al2O3原料的制備原料的制備 一般應用于陶瓷工業(yè)的氧化鋁主要有一般應用于陶瓷工業(yè)的氧化鋁主要有兩大類，一類是兩大類，一類是工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁，另一類是，另一類是電電熔剛玉熔剛玉。681. 工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁的制備：工業(yè)氧化鋁的制備：工業(yè)氧化鋁粉是以工業(yè)氧化鋁粉是以鋁礬土鋁礬土（主要礦物組主要礦物組成為一水硬鋁石（成為一水硬鋁石（Al2O3H2O ）、一水軟鋁石、三水鋁石等）、一水軟鋁石、三水鋁石等氧化鋁的水化物氧化鋁的水化物）為原料，用為原料，用濕堿法濕堿法(拜爾法拜爾法)和和干堿法干堿法(燒結燒結法法)制備的。工業(yè)氧化鋁其礦物成分絕大部分是

59、制備的。工業(yè)氧化鋁其礦物成分絕大部分是-Al2O3 。NaAlO2 Al(OH)3 g g- - Al2O3 a- a- Al2O3 濕堿法濕堿法： Al2O33H2O+2NaOH2NaAlO2(偏鋁酸鈉偏鋁酸鈉)+4H2O 燒結法燒結法： Al2O33H2O+Na2CO32NaAlO2+CO23H2O69工業(yè)氧化鋁工業(yè)氧化鋁是白色松散的結晶粉末，顆粒是由許多粒徑是白色松散的結晶粉末，顆粒是由許多粒徑0.1um 的的-Al2O3晶體組成的多孔球形聚集體，其空隙率約晶體組成的多孔球形聚集體，其空隙率約為為30%，平均粒徑為，平均粒徑為4070um。工業(yè)氧化鋁主要雜質成分中，工業(yè)氧化鋁主要雜質成分

60、中，Na2O 及及Fe2O3將降低氧化鋁將降低氧化鋁瓷件的電性能瓷件的電性能， 因此因此Na2O的含量應的含量應0.5%0.6%，F(xiàn)e2O3含量應含量應0.04%。另外，在電真空瓷件中，工業(yè)氧化鋁不得。另外，在電真空瓷件中，工業(yè)氧化鋁不得含有含有氯化物、氟化物氯化物、氟化物等，因為它們能侵蝕電真空裝置。等，因為它們能侵蝕電真空裝置。702.電熔剛玉電熔剛玉電熔剛玉是以工業(yè)氧化鋁或鋁土礦加碳在電弧爐內于電熔剛玉是以工業(yè)氧化鋁或鋁土礦加碳在電弧爐內于20002400 熔融，緩慢冷卻使晶體析晶出來，也稱熔融，緩慢冷卻使晶體析晶出來，也稱人人造剛玉造剛玉。其。其Al2O3含量可達含量可達99%以上，以