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          營口磊旋耐火材料有限(xian)公司

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          豐滿氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8705

          豐滿氧化鎂是一種相當常(chang)見(jian)的堿性氧化物,是生產氫豐滿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(ling)域內也(ye)相當吃香(xiang),它可直(zhi)接燒結成氧化鎂陶瓷,也(ye)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(yun)石碳(tan)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)於礦物或(huo)海水,從礦物或(huo)海水中提取MgO,大多(duo)先(xian)製成氫氧化鎂或(huo)碳(tan)酸鎂,然(ran)後(hou)經(jing)煆燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步化學處(chu)理或(huo)熱處(chu)理可得到高純MgO,如果要求(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在適當溫度下煆燒,得到具有很多(duo)晶格缺陷的活性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,它是一種光(guang)學各向同性體,具有較好的耐堿金屬蒸氣腐(fu)蝕性、高熔點、高導熱性、較小的理論(lun)密度、高絕緣及(ji)高紅外透過性等優點。在可見(jian)光(guang)及(ji)紅外透光(guang)材料領(ling)域具有廣泛的應用,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(ji)火箭導彈的紅外窗口和整流罩、高溫爐紅外窗口、高溫紅外光(guang)學裝(zhuang)置(zhi)、光(guang)學濾光(guang)片和光(guang)學檢(jian)波器、高壓鈉燈發光(guang)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(gong)能材料,它的發展從20世紀70年(nian)代就(jiu)開始了(liao)。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立體網狀(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)中的大塊雜物和大部(bu)分微小懸浮夾雜物,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(jian)單(dan),具備良(liang)好的機械(xie)性能。在國內北京大學的李(li)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(nie)基合(he)金單(dan)晶片生產中取得了(liao)很好的效果,填補了(liao)國內的技術空白(bai)。

          典型應用:

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

          b、節(jie)能隔熱材料。可做窯爐內襯,在航天航空行業中可隔熱保護航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數接近(jin)玻璃棉,具有良(liang)好的應用前(qian)景。

          d、催(cui)化劑載體材料。良(liang)好的吸附能力,可作為汽(qi)車(che)尾(wei)氣淨化器載體廣泛應用。

          e、食品及(ji)醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核(he)酸等生理活性物質的濃(nong)縮(suo)、分離、精製等,為食品安全(quan)做保障。

          (3)MgO係微波介質陶瓷

          隨著移動通信,衛(wei)星通信技術的更新迭代,人們對於通信時頻(pin)段的要求(qiu)越(yue)來越(yue)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(yue)的介電性能(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理想的5G通訊用微波介質基板材料。

          MgTiO3係微波介質陶瓷具有空間群(qun)R3的鈦鐵礦結構,該材料因具有低tanδ、高頻(pin)率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容(rong)器和諧(xie)振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直(zhi)接廣播(bo)衛(wei)星和微波頻(pin)率全(quan)球定位係統的潛力。

          MgAl2O4呈尖晶石型結構,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(ye)可用作微波介質陶瓷。采用微波燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜合(he)性能優良(liang),可以滿足(zu)各個(ge)領(ling)域的使用要求(qiu)。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫性能好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳(jiao)注不鏽鋼鑄件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與(yu)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材料,能溶於磷(lin)酸和醋酸等有機酸溶液(ye),易於芯性脫除,其不產生熱裂(lie)缺陷、目(mu)前(qian)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(lv)陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常(chang)見(jian)的燒結助劑,對氧化鋁(lv)陶瓷有以下影(ying)響(xiang):

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

          b、添加MgO,Mg加快了(liao)晶界(jie)擴(kuo)散,對晶粒有一定的細化作用,致密度與(yu)力學性能較好。

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

          2、作為高性能陶瓷散熱基板的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工領(ling)域的大功(gong)率電子器件朝著高溫、高頻(pin)和高集成度等方向發展,高效散熱成為迫(po)切需求(qiu)。大功(gong)率器件通過陶瓷覆銅板實(shi)現與(yu)外界(jie)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。尤其是對於綜合(he)性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷增加聲子散射,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、耐磨損和較好的生物相容(rong)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(chong)分發揮(hui)其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部(bu)件及(ji)人工股骨球頭等方麵具有重要應用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及(ji)晶粒細化機製與(yu)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)地包覆在BaTiO3基陶瓷粉(fen)體表麵,能有效抑製晶粒長大,從而獲(huo)得晶粒均(jun)勻(yun)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,增加電阻率和擊(ji)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耗(hao)在作為相控陣(zhen)中的移相器和微波頻(pin)率下的可調器件有非常(chang)好的應用前(qian)景。

          由於目(mu)前(qian)的各種鐵電材料均(jun)存(cun)在某些方麵的不足(zu),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(gui)模應用必(bi)須解決的關鍵問題。

          除了(liao)用稀土元(yuan)素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合(he)物加入到BST陶瓷和薄膜中也(ye)可以降低其介電常(chang)數和介電損耗(hao)。

          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圍大,通流密度大,非線性係數低,電阻溫度係數小的優點,廣泛應用於電力-電子、交通、通信及(ji)家用電器等方麵。傳統的ZnO複(fu)合(he)陶瓷仍存(cun)在許(xu)多(duo)問題,如結構均(jun)勻(yun)性差、工業生產重複(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(shan)ZnO陶瓷電阻的阻溫係數,適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但過量添加反(fan)而會使陶瓷致密度下降。

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