[摘 要]
本文介绍了在不同温度下以及添加氟化铝、硼酸等外加剂的条件下，按照0.3—0.5%的比例，进行烧成处理，制备各种原晶粒度[1]及不同杂质含量的高体密高温氧化铝陶瓷及其影响因素。
[关键词]： 高温氧化铝 高体密氧化铝陶瓷
1前言
体积密度是反映氧化铝陶瓷制品机械性能、耐磨性能、烧成收缩稳定性的重要指标。目前，高温氧化铝70%市场应用于生产氧化铝陶瓷制品，以95瓷为例，国内生产的陶瓷制品体积密度一般在3.65-3.70g/cm3，且利用德国马丁和日本进口的高温氧化铝生产的95瓷制品体积密度一般也只有3.68-3.72 g/cm3。而国内进口的氧化铝陶瓷制品体积密度可达到3.76 g/cm3。本文旨在通过优选的烧成原料、煅烧工艺、外加剂等控制高温氧化铝一次结晶的粒度、颗粒形貌、杂质含量等，以95瓷配方为基础，研制开发一种具有较高技术含量和工业附加值的高体密陶瓷专用的α-Al2O3。
2试验
2.1试验原料
本文的试验用原料主要有：自制烧成的高温氧化铝、高温氧化铝、氧化铝陶瓷制品厂提供的5%辅料。高温氧化铝烧成使用的氯化镁、硼酸、氟化铝。氧化铝陶瓷配方中加入的氧化钛、氧化锆等（含量小于1%，外掺）。
2.2试验方法
1、氧化铝原粉的湿法脱钠、制备低钠氧化铝原粉。
2、对预脱钠氧化铝和工业氧化铝按照一定比例混入矿化剂，在高温炉中进行不同温度煅烧、保温，烧成后的高温氧化铝制品按预定粉磨工艺，以不锈钢球磨在棒磨上粉磨，制备α-氧化铝微粉。
3、所制高温氧化铝微粉检测吸油率，并对各种原晶粒度的微粉按照一定比例混合进行吸油率检测。
4、按照95氧化铝陶瓷的配方进行混料，掺入干料总量5—8%的水分混合均匀，利用压片机成型，每次成型用料量50克左右；成型后样品在烘干箱中110℃烘干，然后在1320℃、1450℃、1550℃和1620℃烧成，保温2小时；烧成样品进行称重、外形尺寸测量；最后计算其体积密度。同时观察其颜色、有无变形，表面光洁度。样品破坏后表面是否有光滑、有光泽等。
3 试验结果与分析讨论
3.1 氧化铝原粉的湿法预处理
氧化铝中影响陶瓷性能的主要杂质是氧化钠。杂质氧化钠对氧化铝陶瓷的主要影响表现在以下几个方面：
1、氧化钠属于一种低熔点物质，在其中的硅质结合剂与氧化铝反应结合成瓷前1300℃左右率先反应，生成液相共熔体，容易形成氧化铝陶瓷件微细的裂纹、变形、严重影响其强度。
2、氧化铝原粉在煅烧成α-氧化铝相之前进行脱钠处理，比在氧化铝粉中加入脱钠剂共同煅烧所制的的α-氧化铝其性能要好。
3、氧化钠预处理的方法：将与氧化钠发生完全置换所需的氧化镁理论需要量的2.5倍溶于水中，将氧化铝置入其中，反应20分钟，过滤，然后进行静洗即可，其中氧化钠含量可从3.0%降低到0.8%以下。
3.2高温氧化铝粉体的制备及吸油率的测定
高温氧化铝粉体的制备主要以实验室为主，同时对新材料公司生产的高温氧化铝进行了评价，主要性能指标如下：
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由表一表二得知，单一原晶粒度的微粉吸油率偏高，而两种原晶粒度的微粉按照7:3或8:2的配合比混合，其吸油率接近，且有明显改善。由上述实验数据得到：氧化铝陶瓷样品均采用7:3的配合比进行，达到目的。
3.3陶瓷样品的制备及结果
3.3.1陶瓷样品的制备
氧化铝陶瓷性能试验严格按照95氧化铝瓷的配比进行，烧成温度为1320℃、1450℃、1550℃和1620℃（委托烧成），其结果有明显差异，结果表明：生产95氧化铝陶瓷用高温氧化铝其烧成温度应在1320—1450℃，温度不宜过高，使氧化铝陶瓷的烧成保有足够的活性。大部分氧化铝陶瓷生产厂家95瓷的烧成温度为1620℃。
1-3号样品未加外加剂，4-6号样品配料加入稀土等外加剂，根据目前的试验结果看出，配料中加入稀土等有利于改善性能的外加剂，其体积密度达到3.75g/cm3以上是完全可以做到的。
表三 氧化铝陶瓷粉体小样体密
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3.3.2结果及讨论
1、经初步检测，单一原晶为原料吸油率在0.21—0.28g/g。以两种原晶粒度按7:3比例配合，其吸油率为0.16—0.20g/g。根据以上实验，可控制氧化铝陶瓷体积密度在3.73 g/cm3以上。
2、低钠高温氧化铝效果最好，在同样条件下， Na2O含量可稳定在0.1%以下，其典型值为0.05%。因此，两种不同原晶粒度高温氧化铝配合，其原晶粒度之比以大于5为宜。
4 试验结论
（1）高温氧化铝中杂质含量氧化钠越低越好，一般情况下要求低于0.1%。氧化钠最好在烧制成高温α相之前预脱。
（2）高温氧化铝粉体以两种或两种以上不同原晶的高温氧化铝按照7:3.的质量分数配合。
（3）采用吸油率的检测方法可以较好地确定氧化铝的粉体特性，对应性也较好。可以作为生产的一个内控检测手段。
（4）生产95氧化铝陶瓷用高温氧化铝其烧成温度应在1320—1450℃，温度不宜过高，使氧化铝陶瓷的烧成保有足够的活性。
参考文献：
【1】王树栋 《氧化铝粉体的物化性能对其制品性能的影响》 2003.12