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          營口磊旋耐火(huo)材料有限公司

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          邯鄲氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些(xie)?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8724

          邯鄲氧化鎂是一種相當常(chang)見的堿(jian)性氧化物,是生產氫邯鄲氧化鎂和金(jin)屬(shu)鎂的主要原(yuan)料。在陶瓷材料運(yun)用中,由(you)於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些(xie)特殊優異的性能,因(yin)此在先進陶瓷領域內也相當吃香,它可直接燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑(ji)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(hai)水,從礦物或(huo)海(hai)水中提取MgO,大多先製成氫氧化鎂或(huo)碳酸鎂,然後經煆(duan)燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步化學處理或(huo)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(ji)的方法來促進燒結和晶粒長大,而是采用活(huo)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(hen)多晶格缺(que)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(hao),它是一種光學各向同性體(ti),具有較好(hao)的耐堿(jian)金(jin)屬(shu)蒸氣腐蝕性、高熔點、高導熱性、較小(xiao)的理論密度、高絕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(guang)泛(fan)的應用,性能優於氧化鋁(lv)陶瓷,是一種很(hen)有前(qian)景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及火(huo)箭導彈(dan)的紅外窗口和整流罩、高溫爐紅外窗口、高溫紅外光學裝(zhuang)置、光學濾光片和光學檢波(bo)器、高壓(ya)鈉燈發光管和紅外探(tan)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。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立(li)體(ti)網狀(zhuang)骨架結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清除金(jin)屬(shu)液中的大塊(kuai)雜物和大部(bu)分微小(xiao)懸浮(fu)夾雜物,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(hao)的機械(xie)性能。在國內北京大學的李文(wen)霞等人以氧化鎂為骨料,加入適量的ZrO2製備出(chu)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(jin)單晶片生產中取得了很(hen)好(hao)的效果(guo),填補(bu)了國內的技術空白。

          典型應用:

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

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

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數(shu)接近(jin)玻璃(li)棉,具有良好(hao)的應用前(qian)景。

          d、催化劑(ji)載體(ti)材料。良好(hao)的吸附(fu)能力(li),可作為汽(qi)車尾(wei)氣淨(jing)化器載體(ti)廣(guang)泛(fan)應用。

          e、食(shi)品及醫(yi)藥行業。用於醫(yi)藥行業中酶、疫苗、核酸等生理活(huo)性物質的濃縮、分離、精製等,為食(shi)品安(an)全做保障。

          (3)MgO係微波(bo)介質陶瓷

          隨著移動通信,衛(wei)星(xing)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(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(yin)具有低tanδ、高頻率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容(rong)器和諧振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波(bo)器、通信天線、雷達、直接廣(guang)播(bo)衛(wei)星(xing)和微波(bo)頻率全球定位係統的潛力(li)。

          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(zong)合(he)性能優良,可以滿足各個領域的使用要求(qiu)。

          (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注不鏽鋼(gang)鑄(zhu)件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合(he)金(jin)發生反應,鑄(zhu)件內部(bu)表麵光潔度高,並且其屬(shu)於弱(ruo)堿(jian)性耐火(huo)材料,能溶(rong)於磷(lin)酸和醋(cu)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,具有很(hen)大的發展空間。

          氧化鎂作為添加劑(ji)的應用

          1、作為氧化鋁(lv)陶瓷的燒結劑(ji)

          氧化鎂作為常(chang)見的燒結助劑(ji),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)陶瓷的燒結溫度,抑製晶粒長大,提高致密度。

          b、添加MgO,Mg加快了晶界(jie)擴(kuo)散,對晶粒有一定的細(xi)化作用,致密度與力(li)學性能較好(hao)。

          c、適量的MgO可以抑製晶界(jie)的快速移動,使得氣孔排出(chu)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(ji)

          隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領域的大功(gong)率電子器件朝(chao)著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散熱成為迫切需求(qiu)。大功(gong)率器件通過陶瓷覆銅板實(shi)現與外界(jie)的熱交換(huan)。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(ji)。尤其是對於綜(zong)合(he)性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑(ji)產生的晶格缺(que)陷增加聲子散射(she),MgO成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑(ji),其使用量約為3%。

          3、作為ZTA耐磨陶瓷的燒結助劑(ji)

          Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損和較好(hao)的生物相容(rong)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,充分發揮(hui)其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部(bu)件及人工(gong)股骨球頭等方麵具有重要應用。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(ji)

          (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,從而獲得晶粒均(jun)勻的陶瓷,此細(xi)晶效應是由(you)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性和低介電損耗在作為相控陣(zhen)中的移相器和微波(bo)頻率下的可調器件有非(fei)常(chang)好(hao)的應用前(qian)景。

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

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

          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(bian)化範圍大,通流密度大,非(fei)線性係數(shu)低,電阻溫度係數(shu)小(xiao)的優點,廣(guang)泛(fan)應用於電力(li)-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(xu)多問題,如結構均(jun)勻性差、工(gong)業生產重複(fu)率低、穩定性差、理論研究不充分等

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

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