我们公司用(yòng)的水泥電(diàn)阻的外壳实际就是氧化铝陶瓷，它是一种以氧化铝（Al2O3）為(wèi)主體(tǐ)的陶瓷材料，用(yòng)于厚膜集成電(diàn)路。氧化铝陶瓷有(yǒu)较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用(yòng)超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用(yòng)途广泛的陶瓷，因為(wèi)其优越的性能(néng)，在现代社会的应用(yòng)已经越来越广泛，满足于日用(yòng)和特殊性能(néng)的需要。
基本资料
氧化铝陶瓷的技术日渐的成熟，但有(yǒu)些指标还有(yǒu)待改善，这需要大家共同的研究。
同时，关于氧化铝陶瓷的一些性能(néng)参数，也希望大家明确的提出，让研究者和厂家可(kě)以根据用(yòng)户的要求来研究设计，不至于没有(yǒu)目的。
类别
关于氧化铝陶瓷的类别，还有(yǒu)很(hěn)多(duō)需要探讨的余地。
氧化铝陶瓷分(fēn)為(wèi)高纯型与普通型两种。
高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波長(cháng)為(wèi)1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用(yòng)其透光性及可(kě)耐碱金属腐蚀性用(yòng)作钠 灯管；在電(diàn)子工业中可(kě)用(yòng)作集成電(diàn)路基板与高频绝缘材料。
普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分(fēn)為(wèi)99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有(yǒu)时Al2O3含量在80%或75%者也划為(wèi)普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用(yòng)于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用(yòng)作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分(fēn)滑石，提高了電(diàn)性能(néng)与机械强度，可(kě)与钼、铌、钽等金属封接，有(yǒu)的用(yòng)作電(diàn)真空装置器件。
制作工艺
粉體(tǐ)制备
将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉體(tǐ)材料。粉體(tǐ)粒度在1μm以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99．99%外，还需超细粉碎且使其粒径分(fēn)布均匀。采用(yòng)挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可(kě)塑剂，一般為(wèi)重量比在10－30%的热塑性塑胶或树脂?有(yǒu)机粘结剂应与氧化铝粉體(tǐ)在150－200温度下均匀混合，以利于成型操作。采用(yòng)热压工艺成型的粉體(tǐ)原料则不需加入粘结剂。若采用(yòng)半自动或全自动干压成型，对粉體(tǐ)有(yǒu)特别的工艺要求，需要采用(yòng)喷雾造粒法对粉體(tǐ)进行处理(lǐ)、使其呈现圆球状，以利于提高粉體(tǐ)流动性便于成型中自动充填模壁。此外，為(wèi)减少粉料与模壁的摩擦，还需添加1～2%的润滑剂，如硬脂酸，及粘结剂PVA。
欲干压成型时需对粉體(tǐ)喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作為(wèi)粘结剂。上海某研究所开发一种水溶性石蜡用(yòng)作Al203喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有(yǒu)很(hěn)好的流动性。喷雾造粒后的粉體(tǐ)必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小(xiǎo)于30℃。颗粒级配比理(lǐ)想等条件，以获得较大素坯密度。
成型方法
氧化铝陶瓷制品成型方法有(yǒu)干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多(duō)种方法。近几年来國(guó)内外又(yòu)开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固體(tǐ)自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。
摘其常用(yòng)成型介绍：
1、干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过1mm，長(cháng)度与直径之比不大于4∶1的物(wù)件。成型方法有(yǒu)单轴向或双向。压机有(yǒu)液压式、机械式两种，可(kě)呈半自动或全自动成型方式。压机最大压力為(wèi)200Mpa。产量每分(fēn)钟可(kě)达15～50件。由于液压式压机冲程压力均匀，故在粉料充填有(yǒu)差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小(xiǎo)因粉體(tǐ)充填多(duō)少而变化，易导致烧结后尺寸收缩产生差异，影响产品质量。因此干压过程中粉體(tǐ)颗粒均匀分(fēn)布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很(hěn)大。粉體(tǐ)颗粒以大于60μm、介于60～200目之间可(kě)获最大自由流动效果，取得最好压力成型效果。
2、注浆成型法：注浆成型是氧化铝陶瓷使用(yòng)最早的成型方法。由于采用(yòng)石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水為(wèi)熔剂介质，再加入解胶剂与粘结剂，充分(fēn)研磨之后排气，然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分(fēn)的吸附，浆料遂固化在模内。空心注浆时，在模壁吸附浆料达要求厚度时，还需将多(duō)余浆料倒出。為(wèi)减少坯體(tǐ)收缩量、应尽量使用(yòng)高浓度浆料。
氧化铝陶瓷浆料中还需加入有(yǒu)机添加剂以使料浆颗粒表面形成双電(diàn)层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分(fēn)散剂，目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。
烧成技术
将颗粒状陶瓷坯體(tǐ)致密化并形成固體(tǐ)材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯體(tǐ)内颗粒间空洞排除，将少量气體(tǐ)及杂质有(yǒu)机物(wù)排除，使颗粒之间相互生長(cháng)结合，形成新(xīn)的物(wù)质的方法。
烧成使用(yòng)的加热装置最广泛使用(yòng)電(diàn)炉。除了常压烧结即无压烧结外，还有(yǒu)热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量，但设备和模具费用(yòng)太高，此外由于属轴向受热，制品長(cháng)度受到限制。热等静压烧成采用(yòng)高温高压气體(tǐ)作压力传递介质，具有(yǒu)各向均匀受热之优点，很(hěn)适合形状复杂制品的烧结。由于结构均匀，材料性能(néng)比冷压烧结提高30～50%。比一般热压烧结提高10-15%。因此，一些高附加值氧化铝陶瓷产品或國(guó)防军工需用(yòng)的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用(yòng)热等静压烧成方法。
此外，微波烧结法、電(diàn)弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。
精加工与封装工序
有(yǒu)些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后，尚需进行精加工。如可(kě)用(yòng)作人工骨的制品要求表面有(yǒu)很(hěn)高的光洁度、如镜面一样，以增加润滑性。由于氧化铝陶瓷材料硬度较高，需用(yòng)更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SIC、B4C或金刚钻等。通常采用(yòng)由粗到细磨料逐级磨削，最终表面抛光。一般可(kě)采用(yòng)<1μm微米的Al203微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可(kě)采用(yòng)。
氧化铝陶瓷强化工艺
為(wèi)了增强氧化铝陶瓷，显著提高其力學(xué)强度，國(guó)外新(xīn)推一种氧化铝陶瓷强化工艺。该工艺新(xīn)颖简单，所采取的技术手段是在氧化铝陶瓷表面，采用(yòng)電(diàn)子射線(xiàn)真空镀膜、溅射真空镀膜或化學(xué)气相蒸镀方法，镀上一层硅化合物(wù)薄膜，在1200℃～1580℃的加热处理(lǐ)，使氧化铝陶瓷钢化。经强化的氧化铝陶瓷的力學(xué)强度可(kě)在原基础上大幅度增長(cháng)，获得具有(yǒu)超高强度的氧化铝陶瓷。
特点
1. 硬度大
经中科(kē)院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度為(wèi)HRA80-90，硬度仅次于金刚石，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能(néng)。
2. 耐磨性能(néng)极好
经中南大學(xué)粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可(kě)至少延長(cháng)设备使用(yòng)寿命十倍以上。
3. 重量轻
其密度為(wèi)3.5g/cm3，仅為(wèi)钢铁的一半，可(kě)大大减轻设备负荷。
耐磨陶瓷主要技术指标
氧化铝陶瓷含量 ≥92%、密度 ≥3.6 g/cm、洛氏硬度 ≥80 HRA、抗压强度 ≥850 Mpa
断裂韧性KΙC ≥4.8MPa·m1/2、抗弯强度 ≥290MPa、导热系数 20W/m.K、热膨胀系数： 7.2×10-6m/m.K
现状及趋势
一、现状的分(fēn)析
改革开放以来,我國(guó)建筑陶瓷工业获得了飞速的发展,随着我國(guó)加入 WTO,建筑陶瓷工业又(yòu)面临着一次空前的发展机遇,同时也面临着前所未有(yǒu)的挑战。 我國(guó)建筑陶瓷企业主要分(fēn)布在东南沿海一带,如广东的佛山(shān)、福建的晋江、浙江的温州、河北的唐山(shān)、山(shān)东的淄博和潍坊等地。企业过分(fēn)集中于少数地區(qū),这种现状虽然具有(yǒu)有(yǒu)利的一面,但我们也决不能(néng)忽略其不利的一面。第一,这种过于集中的特点会造成严重的局部重复建设和资源浪费,不利于我國(guó)建筑陶瓷工业的全面、可(kě)持续发展;第二,容易造成企业间的恶性竞争,不利于我國(guó)建筑陶瓷工业的健康发展;第三,容易造成产品的局部供大于求,而过剩部分(fēn)的产品要外销特别是销往较遠(yuǎn)的(如东北、西北等)地區(qū),销售成本无疑会增加;第四,容易造成主要原材料的缺乏,这些原料長(cháng)期大量外購(gòu),也会增加生产成本。
二、发展趋势
氧化铝陶瓷作為(wèi)先进陶瓷中应用(yòng)最广的一种材料，伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势：（1）技术装备水平将快速提高： 计算机技术和数字化控制技术的发展促进了先进陶瓷材料工业的技术进步和快速发展，诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能(néng)制粉造粒设备等净压成型设备等先进的成套设备有(yǒu)利地推动了行业整體(tǐ)水平的提高，同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善;（2）产品质量水平不断提高：國(guó)内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有(yǒu)，产业规模从小(xiǎo)到大，产品质量从低到较高，经历了一个快速发展的历程;（3）产业规模将迅速扩大：微晶氧化铝陶瓷制品作為(wèi)其它行业或领域的基础材料，受着其它行业发展水平的影响和限制。从氧化铝陶瓷的应用(yòng)情况看，应用(yòng)范围越来越宽，用(yòng)量越来越大，特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用(yòng)量增加将更為(wèi)显著。
我公司使用(yòng)的水泥電(diàn)阻的外壳都是98瓷的外壳，具有(yǒu)强度高，导热性好，使用(yòng)寿命長(cháng)等特点。
