氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（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。
类别
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。
烧结设备
氧化铝陶瓷烧结设备：
工作室尺寸：13720長(cháng)/280x2宽/450高（含推板）
推板尺寸：240L/270W/40H/mm，材料：特级耐玉莫来石（DGM90）
额定功率：约210KW
恒温功率：约130KW（受产品重量、温度、推进速度影响，供参考）
高温區(qū)额定工作温度：1400℃
控温点数：10点
仪表控温精度：±2℃（稳态后）。
炉侧壁表面温升：≤55℃(装饰板外表面中心位置)。
推进速度：500～1500mm/h（连续可(kě)调）
保温时间：5h（由推进速度调节，推进速度：980mm/h）
主推进机推力：3T
工作電(diàn)源：3相4線(xiàn)，380V
電(diàn)窑最大实體(tǐ)尺寸：约16000L/1800W/1700H mm
技术指标
耐磨陶瓷主要技术指标
项目 指标：氧化铝陶瓷含量 ≥92%，密度 ≥3.6 g/cm3，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
