YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋(xuan)耐火(huo)材料有限(xian)公司

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          鞍山氧化鎂在陶瓷中的作用有哪(na)些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8722

          鞍山氧化鎂是一種相當常見的堿性氧化物,是生產氫鞍山氧化鎂和金屬鎂的主要原(yuan)料。在陶瓷材料運(yun)用中,由於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊(shu)優異的性能,因此在先進陶瓷領(ling)域內也相當吃香,它可直接燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑使用。

          氧化鎂粉體(ti)製備

          氧化鎂的製備分為鹵(lu)水-氨水沉澱法、白雲石碳化法、鎂鹽熱分解和菱美礦熱分解法等。製備方麵,原(yuan)材料源於礦物或(huo)海水,從礦物或(huo)海水中提取MgO,大多先製成氫氧化鎂或(huo)碳酸鎂,然後(hou)經煆(duan)燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步化學(xue)處理(li)或(huo)熱處理(li)可得到高純MgO,如果要求具有高純度的MgO陶瓷,就(jiu)不能采用加入添加劑的方法來促進燒結和晶粒長大,而(er)是采用活(huo)化燒結的方法,即將Mg(OH)2在適當溫(wen)度下煆(duan)燒,得到具有很多晶格(ge)缺陷的活(huo)性MgO,用以製造燒結氧化鎂陶瓷。

          氧化鎂陶瓷

          (1)MgO透明陶瓷

          MgO透明陶瓷透明性和紅外透光過性好,它是一種光學(xue)各(ge)向同性體(ti),具有較好的耐堿金屬蒸氣腐(fu)蝕性、高熔點、高導熱性、較小(xiao)的理(li)論密度、高絕緣及(ji)高紅外透過性等優點。在可見光及(ji)紅外透光材料領(ling)域具有廣泛(fan)的應用,性能優於氧化鋁陶瓷,是一種很有前景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及(ji)火(huo)箭(jian)導彈(dan)的紅外窗口和整流罩、高溫(wen)爐紅外窗口、高溫(wen)紅外光學(xue)裝(zhuang)置、光學(xue)濾光片和光學(xue)檢波(bo)器、高壓鈉燈發光管(guan)和紅外探測器罩的重要材料。

          (2)MgO泡沫陶瓷

          泡沫陶瓷材料作為一種新型陶瓷功能材料,它的發展從20世紀70年(nian)代就(jiu)開始了。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立體(ti)網狀(zhuang)骨架(jia)結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清除金屬液(ye)中的大塊雜物和大部分微小(xiao)懸浮夾(jia)雜物,具有高耐火(huo)度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工(gong)藝簡單,具備良好的機械(xie)性能。在國(guo)內北京(jing)大學(xue)的李文霞等人以氧化鎂為骨料,加入適量的ZrO2製備出氧化鎂部分穩定氧化鋯(gao)泡沫陶瓷過濾器,其在鎳基合金單晶片生產中取得了很好的效果,填補了國(guo)內的技(ji)術空白。

          典型應用:

          a、過濾器。利用濾餅效應、吸附效應和整流效應,來過濾鎂合金熔體(ti)中的雜質,提高過濾效率。

          b、節能隔(ge)熱材料。可做窯爐內襯(chen),在航天航空行業中可隔(ge)熱保護(hu)航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪係數(shu)接近(jin)玻璃(li)棉,具有良好的應用前景。

          d、催化劑載體(ti)材料。良好的吸附能力,可作為汽車尾(wei)氣淨化器載體(ti)廣泛(fan)應用。

          e、食(shi)品及(ji)醫(yi)藥行業。用於醫(yi)藥行業中酶(mei)、疫苗、核酸等生理(li)活(huo)性物質的濃(nong)縮、分離、精製等,為食(shi)品安全做保障。

          (3)MgO係微波(bo)介質陶瓷

          隨著移動通信,衛星(xing)通信技(ji)術的更新迭(die)代,人們對於通信時頻段(duan)的要求越來越高,使得低介高Q陶瓷成為研究熱點。一方麵,MgO陶瓷本身具有優越的介電性能(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理(li)想的5G通訊(xun)用微波(bo)介質基板材料。

          MgTiO3係微波(bo)介質陶瓷具有空間群R3的鈦鐵礦結構,該材料因具有低tanδ、高頻率熱穩定性而(er)被研究並應用於陶瓷電容器和諧(xie)振(zhen)器。此外,MgTiO3具有應用於濾波(bo)器、通信天線、雷達、直接廣播(bo)衛星(xing)和微波(bo)頻率全球定位係統的潛力。

          MgAl2O4呈尖(jian)晶石型結構,具有高硬度、高熔點、高強度,且純MgAl2O4是透明的,可應用於透明裝(zhuang)甲、紅外窗、雷達罩等領(ling)域。不僅如此,MgAl2O4還有低εr的特點,也可用作微波(bo)介質陶瓷。采用微波(bo)燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜合性能優良,可以滿(man)足各(ge)個(ge)領(ling)域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫(wen)性能好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳(jiao)注不鏽鋼鑄件(jian)時,即使澆(jiao)注溫(wen)度高達1650℃,芯型材料不會與合金發生反應,鑄件(jian)內部表麵光潔度高,並且其屬於弱(ruo)堿性耐火(huo)材料,能溶(rong)於磷(lin)酸和醋酸等有機酸溶(rong)液(ye),易於芯性脫除,其不產生熱裂缺陷、目前對鎂基陶瓷芯型研究較少,具有很大的發展空間。

          氧化鎂作為添加劑的應用

          1、作為氧化鋁陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常見的燒結助劑,對氧化鋁陶瓷有以下影響:

          a、添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結溫(wen)度,抑製晶粒長大,提高致密度。

          b、添加MgO,Mg加快了晶界擴(kuo)散(san),對晶粒有一定的細(xi)化作用,致密度與力學(xue)性能較好。

          c、適量的MgO可以抑製晶界的快速(su)移動,使得氣孔排(pai)出比(bi)較完全,陶瓷更加致密,透過率較高。

          2、作為高性能陶瓷散(san)熱基板的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工(gong)領(ling)域的大功率電子器件(jian)朝著高溫(wen)、高頻和高集(ji)成度等方向發展,高效散(san)熱成為迫(po)切(qie)需求。大功率器件(jian)通過陶瓷覆銅板實現與外界的熱交換(huan)。目前主流的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三種,都需要采用MgO作為燒結助劑。尤其是對於綜合性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑產生的晶格(ge)缺陷增加聲子散(san)射(she),MgO成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑,其使用量約(yue)為3%。

          3、作為ZTA耐磨陶瓷的燒結助劑

          Al2O3和ZrO2都具有耐高溫(wen)、耐磨損(sun)和較好的生物相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複相陶瓷,可揚長避短,充(chong)分發揮其集(ji)成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件(jian)及(ji)人工(gong)股(gu)骨球頭(tou)等方麵具有重要應用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及(ji)晶粒細(xi)化機製與其在Al2O3中類似,其使用量約(yue)為2%。

          4、作為鐵電陶瓷添加劑

          (1)添加到BaTiO3基陶瓷中

          采用均(jun)勻沉澱法將MgO均(jun)勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體(ti)表麵,能有效抑製晶粒長大,從而(er)獲(huo)得晶粒均(jun)勻的陶瓷,此細(xi)晶效應是由於晶界區MgO的抑製作用;MgO有助於形成“殼一芯”結構晶粒,降低並展寬BaTiO3基陶瓷的ε峰,增加電阻率和擊穿電壓強度。

          (2)添加到鈦酸鍶鋇陶瓷中

          鈦酸鍶鋇(BST)鐵電陶瓷材料以它的高可調性和低介電損(sun)耗在作為相控陣(zhen)中的移相器和微波(bo)頻率下的可調器件(jian)有非常好的應用前景。

          由於目前的各(ge)種鐵電材料均(jun)存(cun)在某(mou)些方麵的不足,通過各(ge)種手段(duan)提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實現大規模應用必(bi)須解決的關鍵(jian)問題。

          除了用稀土元(yuan)素(su)離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數(shu)和介電損(sun)耗。

          5、摻雜在氧化鋅線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化範圍大,通流密度大,非線性係數(shu)低,電阻溫(wen)度係數(shu)小(xiao)的優點,廣泛(fan)應用於電力-電子、交通、通信及(ji)家用電器等方麵。傳統的ZnO複合陶瓷仍存(cun)在許(xu)多問題,如結構均(jun)勻性差、工(gong)業生產重複率低、穩定性差、理(li)論研究不充(chong)分等

          MgO的添加有助於改(gai)善(shan)ZnO陶瓷電阻的阻溫(wen)係數(shu),適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但過量添加反而(er)會使陶瓷致密度下降。

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