YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋(xuan)耐(nai)火材料有限(xian)公司

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          江門氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8825

          江門氧化鎂是一種相當(dang)常(chang)見(jian)的堿性氧化物(wu),是生產氫江門氧化鎂和金屬(shu)鎂的主要原料。在陶瓷材料運用中,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(ling)域內也相當(dang)吃香,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(lu)水-氨水沉澱法、白(bai)雲石碳(tan)化法、鎂鹽(yan)熱分解(jie)和菱美礦(kuang)熱分解(jie)法等。製備方麵,原材料源於礦(kuang)物(wu)或海水,從礦(kuang)物(wu)或海水中提取MgO,大多先製成氫氧化鎂或碳(tan)酸鎂,然(ran)後經煆燒分解(jie)成MgO,將這種MgO通過進一步化學處(chu)理(li)或熱處(chu)理(li)可得到高純MgO,如果(guo)要求具有高純度的MgO陶瓷,就不能采用加入添加劑的方法來促進燒結和晶粒長大,而(er)是采用活化燒結的方法,即將Mg(OH)2在適當(dang)溫度下煆燒,得到具有很多晶格缺陷的活性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(tong)性體,具有較好的耐(nai)堿金屬(shu)蒸氣腐(fu)蝕(shi)性、高熔點、高導熱性、較小的理(li)論密度、高絕緣及高紅外透過性等優點。在可見(jian)光(guang)及紅外透光(guang)材料領(ling)域具有廣泛的應用,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)航器及火箭導彈(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)學檢波器、高壓鈉燈發光(guang)管和紅外探(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(nian)代就開始(shi)了。MgO泡沫陶瓷具有獨(du)有的三維立(li)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)和大部分微小懸浮夾(jia)雜物(wu),具有高耐(nai)火度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工藝簡單(dan),具備良好的機械性能。在國(guo)內北京大學的李文霞等人以氧化鎂為骨料,加入適量的ZrO2製備出(chu)氧化鎂部分穩定氧化鋯泡沫陶瓷過濾器,其在鎳基合(he)金單(dan)晶片生產中取得了很好的效果(guo),填補(bu)了國(guo)內的技(ji)術(shu)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。可做窯爐(lu)內襯,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,其降噪係數(shu)接近(jin)玻璃棉,具有良好的應用前景。

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

          e、食品及醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核(he)酸等生理(li)活性物(wu)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,衛星通信技(ji)術(shu)的更新迭代,人們對於通信時頻段的要求越(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(shen)具有優越(yue)的介電性能(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理(li)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(kuang)結構,該材料因具有低tanδ、高頻率熱穩定性而(er)被研究並應用於陶瓷電容器和諧振(zhen)器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接廣播(bo)衛星和微波頻率全(quan)球定位係統的潛(qian)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(ling)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(he)性能優良,可以滿足各個領(ling)域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫性能好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳注不鏽鋼鑄件(jian)時,即使澆(jiao)注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合(he)金發生反應,鑄件(jian)內部表麵光(guang)潔度高,並且其屬(shu)於弱堿性耐(nai)火材料,能溶於磷酸和醋酸等有機酸溶液,易(yi)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。

          氧化鎂作為添加劑的應用

          1、作為氧化鋁陶瓷的燒結劑

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

          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。

          c、適量的MgO可以抑製晶界的快速移動,使得氣孔排(pai)出(chu)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、航空航天及軍工領(ling)域的大功率電子器件(jian)朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展,高效散熱成為迫切需求。大功率器件(jian)通過陶瓷覆銅板實(shi)現(xian)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。尤(you)其是對於綜(zong)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(nai)磨陶瓷的燒結助劑

          Al2O3和ZrO2都具有耐(nai)高溫、耐(nai)磨損(sun)和較好的生物(wu)相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納(na)米(mi)複相陶瓷,可揚長避短,充(chong)分發揮(hui)其集(ji)成優勢,在航空航天、發動機耐(nai)磨部件(jian)及人工股骨球頭等方麵具有重(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(yun)沉澱法將MgO均勻(yun)地包(bao)覆在BaTiO3基陶瓷粉(fen)體表麵,能有效抑製晶粒長大,從而(er)獲(huo)得晶粒均勻(yun)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(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(diao)性和低介電損(sun)耗在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調(diao)器件(jian)有非常(chang)好的應用前景。

          由(you)於目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(zong)合(he)性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現(xian)大規模應用必(bi)須解(jie)決的關鍵問題。

          除(chu)了用稀土元(yuan)素(su)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(bo)膜(mo)中也可以降低其介電常(chang)數(shu)和介電損(sun)耗。

          5、摻雜在氧化鋅線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變(bian)化範(fan)圍(wei)大,通流密度大,非線性係數(shu)低,電阻溫度係數(shu)小的優點,廣泛應用於電力-電子、交通、通信及家用電器等方麵。傳統的ZnO複合(he)陶瓷仍(reng)存在許(xu)多問題,如結構均勻(yun)性差、工業生產重(zhong)複率低、穩定性差、理(li)論研究不充(chong)分等

          MgO的添加有助於改善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(dan)過量添加反而(er)會使陶瓷致密度下降。

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