先進結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)閐-A12 03，；r-Al2 O3屬尖晶石型（立方）結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，“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(jié)構(gòu)最緊密，活性低，高溫穩(wěn)定。電學(xué)性質(zhì)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(jié)構(gòu)部件和功能裝置瓷件，如機械、化T領(lǐng)域使用的耐磨耐腐蝕構(gòu)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(zhì)等電子工業(yè)用瓷件。氧化鋁陶瓷是研究較早、應(yīng)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄停芏?. 27g／cm3，至2700℃左右熔融。上述變化是可逆轉(zhuǎn)變。單斜晶型 與四方品型之間的轉(zhuǎn)變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時南單斜Zr()p，轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆絑r0 2，體積收縮，冷卻時由四方ZrO z轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變，有熱效應(yīng)產(chǎn)生。氧化鋯具有熔點、硬度、強度和韌性高，比熱容和熱導(dǎo)率低，可形成氧空位缺陷固溶體等特點．被廣泛用作結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(yán)重衰減，使其在高溫條件下應(yīng)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(jié)構(gòu)類型相同，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且無晶形轉(zhuǎn)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(dǎo)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(shù)高，而且隨著溫度的升高賂有提高，介質(zhì)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(zhì)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(yīng)堆中子減速劑和防輻射材料等。此外，Be0熱膨脹系數(shù)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(jīng)燒結(jié)的Bc0陶瓷是無毒的，在生產(chǎn)中應(yīng)有安全防護措施。

④莫來石陶瓷

莫來石是Al2 03-Si02二元系統(tǒng)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(rèn)為莫來石化學(xué)計量式為3Al2 03·2Si02。莫來石具有高溫力學(xué)性能好，熱導(dǎo)率與熱脹系數(shù)及密度低，抗蠕變性好等優(yōu)點，缺點是常溫力學(xué)性能差，且難燒結(jié)。莫來石陶瓷在高溫結(jié)構(gòu)陶瓷和耐火材料領(lǐng)域應(yīng)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(guān)、套管及其他大型裝置器件。此外．由于它具有表面的微細結(jié)構(gòu)，也可用作碳膜電阻的基體等。通過與其他陶瓷復(fù)合是提高其常溫力學(xué)性能和擴大應(yīng)用范圍的主要途徑之一。