YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口(kou)磊(lei)旋耐火(huo)材料有限(xian)公司

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          鶴崗氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8636

          鶴崗氧化鎂是一種相當常見(jian)的堿(jian)性氧化物(wu),是生產氫鶴崗氧化鎂和金屬(shu)鎂的主要原料。在陶瓷材料運(yun)用中,由(you)於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊(shu)優異的性能,因此在先進陶瓷領域內(na)也相當吃(chi)香(xiang),它可直接(jie)燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑(ji)使用。

          氧化鎂粉體製備

          氧化鎂的製備分為鹵水-氨水沉澱法、白雲石碳化法、鎂鹽熱分解和菱(ling)美礦(kuang)熱分解法等。製備方麵,原材料源於礦(kuang)物(wu)或海(hai)水,從礦(kuang)物(wu)或海(hai)水中提取MgO,大多(duo)先製成氫氧化鎂或碳酸鎂,然(ran)後經(jing)煆燒分解成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,如果要求(qiu)具有高純度的MgO陶瓷,就不能采用加入添加劑(ji)的方法來促進燒結和晶粒長大,而是采用活化燒結的方法,即將Mg(OH)2在適當溫(wen)度下煆燒,得到具有很多(duo)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過性好(hao),它是一種光學各(ge)向(xiang)同性體,具有較好(hao)的耐堿(jian)金屬(shu)蒸(zheng)氣腐蝕性、高熔點、高導熱性、較小(xiao)的理論密度、高絕緣(yuan)及(ji)高紅外透過性等優點。在可見(jian)光及(ji)紅外透光材料領域具有廣(guang)泛的應用,性能優於氧化鋁(lv)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)箭導彈的紅外窗口(kou)和整流罩(zhao)、高溫(wen)爐紅外窗口(kou)、高溫(wen)紅外光學裝置(zhi)、光學濾光片和光學檢波(bo)器、高壓鈉燈發光管(guan)和紅外探測器罩(zhao)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年代就開始了。MgO泡沫陶瓷具有獨(du)有的三維(wei)立體網狀骨架結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清除(chu)金屬(shu)液中的大塊(kuai)雜物(wu)和大部(bu)分微小(xiao)懸浮夾雜物(wu),具有高耐火(huo)度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工藝簡單,具備良好(hao)的機械性能。在國內(na)北京大學的李(li)文霞(xia)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,其在鎳基合金單晶片生產中取得了很好(hao)的效果,填補(bu)了國內(na)的技術(shu)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,來過濾鎂合金熔體中的雜質,提高過濾效率。

          b、節(jie)能隔熱材料。可做(zuo)窯爐內(na)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,其降噪係數接(jie)近玻璃棉,具有良好(hao)的應用前景。

          d、催(cui)化劑(ji)載(zai)體材料。良好(hao)的吸附能力,可作為汽(qi)車尾氣淨化器載(zai)體廣(guang)泛應用。

          e、食品及(ji)醫藥(yao)行業。用於醫藥(yao)行業中酶(mei)、疫苗、核酸等生理活性物(wu)質的濃縮(suo)、分離、精製等,為食品安全(quan)做(zuo)保障。

          (3)MgO係微波(bo)介質陶瓷

          隨著移動通信,衛星(xing)通信技術(shu)的更新迭代,人們對於通信時頻段的要求(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(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(kuang)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(bo)器、通信天線、雷達、直接(jie)廣(guang)播衛星(xing)和微波(bo)頻率全(quan)球(qiu)定位係統的潛力。

          MgAl2O4呈(cheng)尖晶石型結構,具有高硬度、高熔點、高強度,且純MgAl2O4是透明的,可應用於透明裝甲(jia)、紅外窗、雷達罩(zhao)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係陶瓷綜合性能優良,可以滿(man)足(zu)各(ge)個領域的使用要求(qiu)。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫(wen)性能好(hao),用氧化鎂基陶瓷型芯腳注不鏽鋼鑄件時,即使澆(jiao)注溫(wen)度高達1650℃,芯型材料不會與合金發生反應,鑄件內(na)部(bu)表麵光潔(jie)度高,並且其屬(shu)於弱堿(jian)性耐火(huo)材料,能溶(rong)於磷酸和醋(cu)酸等有機酸溶(rong)液,易於芯性脫除(chu),其不產生熱裂缺陷、目前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(ji)的應用

          1、作為氧化鋁(lv)陶瓷的燒結劑(ji)

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

          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加快了晶界擴(kuo)散,對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可以抑製晶界的快速(su)移動,使得氣孔排(pai)出比較完(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的燒結助劑(ji)

          隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工領域的大功(gong)率電子器件朝著高溫(wen)、高頻和高集成度等方向(xiang)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(fu)銅板實(shi)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(ji)。尤(you)其是對於綜合性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑(ji)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(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(wen)、耐磨損和較好(hao)的生物(wu)相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米(mi)複相陶瓷,可揚長避短,充分發揮其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部(bu)件及(ji)人工股(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(ji)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(ji)

          (1)添加到BaTiO3基陶瓷中

          采用均勻沉澱法將MgO均勻地包覆(fu)在BaTiO3基陶瓷粉體表麵,能有效抑製晶粒長大,從而獲(huo)得晶粒均勻的陶瓷,此細晶效應是由(you)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耗在作為相控(kong)陣(zhen)中的移相器和微波(bo)頻率下的可調器件有非(fei)常好(hao)的應用前景。

          由(you)於目前的各(ge)種鐵電材料均存(cun)在某(mou)些方麵的不足(zu),通過各(ge)種手段提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現大規(gui)模應用必須解決(jue)的關鍵問題(ti)。

          除(chu)了用稀土(tu)元素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物(wu)加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數和介電損耗。

          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化範圍(wei)大,通流密度大,非(fei)線性係數低,電阻溫(wen)度係數小(xiao)的優點,廣(guang)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複合陶瓷仍存(cun)在許(xu)多(duo)問題(ti),如結構均勻性差、工業生產重複率低、穩定性差、理論研究不充分等

          MgO的添加有助於改善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,但過量添加反而會使陶瓷致密度下降。

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