YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋(xuan)耐火(huo)材料有限公司

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          畢節氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8639

          畢節氧化鎂是一種相當常見的堿性氧化物(wu),是生產氫畢節氧化鎂和金屬鎂的主要原料。在陶瓷材料運用中,由於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊優異(yi)的性能,因此在先(xian)進陶瓷領域內也相當吃香(xiang),它可直接(jie)燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑使用。

          氧化鎂粉體製備

          氧化鎂的製備分為鹵(lu)水-氨水沉澱法、白(bai)雲(yun)石(shi)碳化法、鎂鹽熱分解和菱美礦熱分解法等。製備方麵,原材料源(yuan)於礦物(wu)或海水,從礦物(wu)或海水中提取MgO,大多先(xian)製成氫氧化鎂或碳酸鎂,然(ran)後經煆(duan)燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步化學處理或熱處理可得到高純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(lai)促進燒結和晶粒長大,而是采用活化燒結的方法,即將Mg(OH)2在適當溫度下煆(duan)燒,得到具有很多晶格(ge)缺陷的活性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(guang)過性好(hao),它是一種光(guang)學各向同(tong)性體,具有較好(hao)的耐堿金屬蒸氣腐(fu)蝕性、高熔點、高導熱性、較小的理論(lun)密度、高絕(jue)緣及高紅外透過性等優點。在可見光(guang)及紅外透光(guang)材料領域具有廣泛(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(yu)航器及火(huo)箭(jian)導彈(dan)的紅外窗口和整流罩、高溫爐(lu)紅外窗口、高溫紅外光(guang)學裝置、光(guang)學濾光(guang)片和光(guang)學檢(jian)波(bo)器、高壓(ya)鈉燈(deng)發光(guang)管和紅外探測(ce)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年代就(jiu)開始了。MgO泡沫陶瓷具有獨(du)有的三維立體網狀(zhuang)骨架結構,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(wu)和大部(bu)分微小懸(xuan)浮(fu)夾雜物(wu),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(hao)的機械性能。在國(guo)內北京大學的李文(wen)霞等人以氧化鎂為骨料,加入適量的ZrO2製備出氧化鎂部(bu)分穩定氧化鋯泡沫陶瓷過濾器,其在鎳基合(he)金單晶片生產中取得了很好(hao)的效果,填補(bu)了國(guo)內的技(ji)術空白(bai)。

          典型應用:

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

          b、節能隔熱材料。可做窯(yao)爐(lu)內襯,在航天航空行業中可隔熱保(bao)護(hu)航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪係數(shu)接(jie)近玻璃棉(mian),具有良好(hao)的應用前景。

          d、催化劑載體材料。良好(hao)的吸附能力,可作為汽(qi)車(che)尾氣淨化器載體廣泛(fan)應用。

          e、食品及醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核酸等生理活性物(wu)質的濃縮、分離、精製等,為食品安全(quan)做保(bao)障。

          (3)MgO係微波(bo)介質陶瓷

          隨著移動通信,衛(wei)星通信技(ji)術的更新迭代,人們對(dui)於通信時頻段的要求越來(lai)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),是一種理想的5G通訊用微波(bo)介質基板(ban)材料。

          MgTiO3係微波(bo)介質陶瓷具有空間群(qun)R3的鈦鐵礦結構,該(gai)材料因具有低tanδ、高頻率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容器和諧(xie)振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波(bo)器、通信天線、雷達、直接(jie)廣播衛(wei)星和微波(bo)頻率全(quan)球(qiu)定位係統的潛力。

          MgAl2O4呈尖(jian)晶石(shi)型結構,具有高硬度、高熔點、高強度,且純MgAl2O4是透明的,可應用於透明裝甲、紅外窗、雷達罩等領域。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(he)性能優良,可以滿(man)足各個領域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫性能好(hao),用氧化鎂基陶瓷型芯腳(jiao)注不鏽鋼(gang)鑄件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合(he)金發生反(fan)應,鑄件內部(bu)表麵光(guang)潔(jie)度高,並且其屬於弱堿性耐火(huo)材料,能溶於磷酸和醋酸等有機酸溶液(ye),易(yi)於芯性脫除,其不產生熱裂(lie)缺陷、目(mu)前對(dui)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(dui)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度,抑製晶粒長大,提高致密度。

          b、添加MgO,Mg加快(kuai)了晶界(jie)擴散,對(dui)晶粒有一定的細化作用,致密度與力學性能較好(hao)。

          c、適量的MgO可以抑製晶界(jie)的快(kuai)速移動,使得氣孔排出比(bi)較完(wan)全(quan),陶瓷更加致密,透過率較高。

          2、作為高性能陶瓷散熱基板(ban)的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及軍(jun)工(gong)領域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器件通過陶瓷覆銅板(ban)實(shi)現與外界(jie)的熱交換。目(mu)前主流的陶瓷基板(ban)有Si3N4、AlN和Al2O3三種,都需要采用MgO作為燒結助劑。尤(you)其是對(dui)於綜合(he)性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑產生的晶格(ge)缺陷增加聲子散射(she),MgO成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑,其使用量約為3%。

          3、作為ZTA耐磨(mo)陶瓷的燒結助劑

          Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨(mo)損和較好(hao)的生物(wu)相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米(mi)複(fu)相陶瓷,可揚長避短,充(chong)分發揮其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨(mo)部(bu)件及人工(gong)股(gu)骨球(qiu)頭(tou)等方麵具有重要應用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒細化機製與其在Al2O3中類似,其使用量約為2%。

          4、作為鐵電陶瓷添加劑

          (1)添加到BaTiO3基陶瓷中

          采用均勻沉澱法將MgO均勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體表麵,能有效抑製晶粒長大,從而獲得晶粒均勻的陶瓷,此細晶效應是由於晶界(jie)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(zu)率和擊穿(chuan)電壓(ya)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(diao)性和低介電損耗(hao)在作為相控(kong)陣中的移相器和微波(bo)頻率下的可調(diao)器件有非常好(hao)的應用前景。

          由於目(mu)前的各種鐵電材料均存在某(mou)些方麵的不足,通過各種手段提高其綜合(he)性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現大規模(mo)應用必須解決的關鍵(jian)問題。

          除了用稀(xi)土元素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合(he)物(wu)加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數(shu)和介電損耗(hao)。

          5、摻雜在氧化鋅線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻(zu)具有電阻(zu)率變化範(fan)圍(wei)大,通流密度大,非線性係數(shu)低,電阻(zu)溫度係數(shu)小的優點,廣泛(fan)應用於電力-電子、交通、通信及家用電器等方麵。傳統的ZnO複(fu)合(he)陶瓷仍存在許多問題,如結構均勻性差、工(gong)業生產重複(fu)率低、穩定性差、理論(lun)研究不充(chong)分等

          MgO的添加有助於改(gai)善ZnO陶瓷電阻(zu)的阻(zu)溫係數(shu),適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但(dan)過量添加反(fan)而會使陶瓷致密度下降。

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