YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口(kou)磊旋耐火材料有限(xian)公司

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          常德氧化鎂在陶瓷中的作用有哪(na)些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8682

          常德氧化鎂是一種相當(dang)常見的堿性氧化物,是生產氫常德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℃,具有一些特殊優異的性能,因此在先(xian)進陶瓷領域內也相當(dang)吃(chi)香(xiang),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(fen)體製備

          氧化鎂的製備分為鹵水-氨水沉澱法、白(bai)雲石碳(tan)化法、鎂鹽熱分解和菱(ling)美礦熱分解法等。製備方麵,原材料源(yuan)於礦物或海水,從礦物或海水中提取MgO,大多先(xian)製成氫氧化鎂或碳(tan)酸鎂,然後(hou)經(jing)煆(duan)燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步(bu)化學處理或熱處理可得到高純MgO,如果(guo)要求(qiu)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(dang)溫(wen)度下煆(duan)燒,得到具有很多晶格(ge)缺(que)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過性好,它是一種光學各向同性體,具有較好的耐堿金屬蒸(zheng)氣腐蝕性、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。在可見光及紅外透光材料領域具有廣泛(fan)的應用,性能優於氧化鋁(lv)陶瓷,是一種很有前(qian)景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及火箭(jian)導彈的紅外窗口(kou)和整流罩、高溫(wen)爐(lu)紅外窗口(kou)、高溫(wen)紅外光學裝置、光學濾光片和光學檢波器、高壓鈉燈發光管(guan)和紅外探(tan)測器罩的重(zhong)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(wei)立體網狀(zhuang)骨(gu)架(jia)結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效(xiao)的清除金屬液中的大塊(kuai)雜物和大部分微小懸浮夾(jia)雜物,具有高耐火度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工藝簡單,具備良(liang)好的機械性能。在國(guo)內北京大學的李(li)文霞等人以氧化鎂為骨(gu)料,加入適量的ZrO2製備出氧化鎂部分穩定氧化鋯泡沫陶瓷過濾器,其在鎳(nie)基合金單晶片生產中取得了很好的效(xiao)果(guo),填(tian)補了國(guo)內的技術空白(bai)。

          典型應用:

          a、過濾器。利用濾餅(bing)效(xiao)應、吸附效(xiao)應和整流效(xiao)應,來(lai)過濾鎂合金熔體中的雜質,提高過濾效(xiao)率。

          b、節(jie)能隔熱材料。可做窯爐(lu)內襯(chen),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,其降噪係數接近玻(bo)璃(li)棉,具有良(liang)好的應用前(qian)景。

          d、催化劑載體材料。良(liang)好的吸附能力,可作為汽車尾氣淨(jing)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(mei)、疫苗、核酸等生理活性物質的濃縮(suo)、分離、精製等,為食品安全做保(bao)障。

          (3)MgO係微波介質陶瓷

          隨著移動通信,衛星通信技術的更新迭(die)代,人們對於通信時頻段的要求(qiu)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(xiang)的5G通訊用微波介質基板材料。

          MgTiO3係微波介質陶瓷具有空間群R3的鈦鐵礦結構,該材料因具有低tanδ、高頻率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容器和諧振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接廣播衛星和微波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,也可用作微波介質陶瓷。采用微波燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜(zong)合性能優良(liang),可以滿足(zu)各個領域的使用要求(qiu)。

          (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(xiu)鋼鑄件時,即使澆注溫(wen)度高達1650℃,芯型材料不會(hui)與合金發生反(fan)應,鑄件內部表麵光潔度高,並且其屬於弱堿性耐火材料,能溶(rong)於磷酸和醋酸等有機酸溶(rong)液,易於芯性脫除,其不產生熱裂缺(que)陷、目(mu)前(qian)對鎂基陶瓷芯型研究較少(shao),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(lv)陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常見的燒結助劑,對氧化鋁(lv)陶瓷有以下影響:

          a、添加適量MgO可以降低氧化鋁(lv)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(kuai)了晶界擴(kuo)散,對晶粒有一定的細(xi)化作用,致密度與力學性能較好。

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

          2、作為高性能陶瓷散熱基板的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及軍工領域的大功率電子器件朝著高溫(wen)、高頻和高集(ji)成度等方向發展,高效(xiao)散熱成為迫切(qie)需求(qiu)。大功率器件通過陶瓷覆(fu)銅板實(shi)現與外界的熱交換。目(mu)前(qian)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(zong)合性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑產生的晶格(ge)缺(que)陷增加聲子散射,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(fu)相陶瓷,可揚長避短,充分發揮其集(ji)成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件及人工股(gu)骨(gu)球頭等方麵具有重(zhong)要應用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒細(xi)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(jun)勻(yun)沉澱法將MgO均(jun)勻(yun)地包覆(fu)在BaTiO3基陶瓷粉(fen)體表麵,能有效(xiao)抑製晶粒長大,從而獲(huo)得晶粒均(jun)勻(yun)的陶瓷,此細(xi)晶效(xiao)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(kong)陣中的移相器和微波頻率下的可調器件有非(fei)常好的應用前(qian)景。

          由於目(mu)前(qian)的各種鐵電材料均(jun)存在某些方麵的不足(zu),通過各種手段提高其綜(zong)合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現大規模應用必須(xu)解決(jue)的關鍵(jian)問題(ti)。

          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和介電損(sun)耗。

          5、摻雜在氧化鋅(xin)線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化範(fan)圍(wei)大,通流密度大,非(fei)線性係數低,電阻溫(wen)度係數小的優點,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)合陶瓷仍存在許(xu)多問題(ti),如結構均(jun)勻(yun)性差、工業生產重(zhong)複(fu)率低、穩定性差、理論(lun)研究不充分等

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

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