YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋耐(nai)火(huo)材料有限公司

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          濮陽氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8667

          濮陽氧化鎂是一種相當常見的堿性氧化物,是生產氫濮陽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,因此在先進陶瓷領域內(na)也相當吃(chi)香,它可直接(jie)燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑使用。

          氧化鎂粉體製備

          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,原材料源於礦物或海(hai)水,從礦物或海(hai)水中提取MgO,大多先製成氫氧化鎂或碳酸鎂,然後經煆燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步化學(xue)處理(li)或熱處理(li)可得到高純MgO,如果要求具有高純度的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,而是采用活(huo)化燒結的方法,即將Mg(OH)2在適當溫度下煆燒,得到具有很(hen)多晶格缺陷(xian)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(guang)過性好(hao),它是一種光(guang)學(xue)各(ge)向(xiang)同性體,具有較好(hao)的耐(nai)堿金屬蒸氣腐(fu)蝕性、高熔點、高導熱性、較小的理(li)論密度、高絕緣及(ji)高紅外透過性等優點。在可見光(guang)及(ji)紅外透光(guang)材料領域具有廣(guang)泛的應用,性能優於氧化鋁陶瓷,是一種很(hen)有前景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及(ji)火(huo)箭(jian)導彈的紅外窗口和整(zheng)流罩(zhao)、高溫爐紅外窗口、高溫紅外光(guang)學(xue)裝(zhuang)置、光(guang)學(xue)濾光(guang)片和光(guang)學(xue)檢波器、高壓鈉燈發光(guang)管(guan)和紅外探(tan)測器罩(zhao)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)代就開始了(liao)。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維(wei)立(li)體網狀骨(gu)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分微小懸浮夾雜物,具有高耐(nai)火(huo)度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工(gong)藝(yi)簡單,具備良(liang)好(hao)的機械(xie)性能。在國內(na)北京大學(xue)的李文(wen)霞(xia)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(liao)很(hen)好(hao)的效果,填補了(liao)國內(na)的技術(shu)空白。

          典型應用:

          a、過濾器。利(li)用濾餅效應、吸附效應和整(zheng)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(li)棉(mian),具有良(liang)好(hao)的應用前景。

          d、催化劑載(zai)體材料。良(liang)好(hao)的吸附能力,可作為汽(qi)車(che)尾(wei)氣淨化器載(zai)體廣(guang)泛應用。

          e、食品及(ji)醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核酸等生理(li)活(huo)性物質的濃縮(suo)、分離、精製等,為食品安全做(zuo)保障。

          (3)MgO係微波介質陶瓷

          隨著移動通信,衛星通信技術(shu)的更新迭代,人們對(dui)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(ban)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(rong)器和諧(xie)振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接(jie)廣(guang)播衛星和微波頻率全球(qiu)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(jia)、紅外窗、雷達罩(zhao)等領域。不僅如此,MgAl2O4還有低εr的特點,也可用作微波介質陶瓷。采用微波燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜合性能優良(liang),可以滿(man)足(zu)各(ge)個(ge)領域的使用要求。

          (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(jiao)注不鏽鋼(gang)鑄(zhu)件(jian)時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合金發生反(fan)應,鑄(zhu)件(jian)內(na)部表麵光(guang)潔(jie)度高,並且其屬於弱堿性耐(nai)火(huo)材料,能溶於磷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(xian)、目(mu)前對(dui)鎂基陶瓷芯型研究較少,具有很(hen)大的發展空間。

          氧化鎂作為添加劑的應用

          1、作為氧化鋁陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常見的燒結助劑,對(dui)氧化鋁陶瓷有以下影(ying)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(liao)晶界擴(kuo)散,對(dui)晶粒有一定的細化作用,致密度與力學(xue)性能較好(hao)。

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

          2、作為高性能陶瓷散熱基板(ban)的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工(gong)領域的大功率電子器件(jian)朝著高溫、高頻和高集成度等方向(xiang)發展,高效散熱成為迫(po)切(qie)需求。大功率器件(jian)通過陶瓷覆(fu)銅板(ban)實現(xian)與外界的熱交換。目(mu)前主流的陶瓷基板(ban)有Si3N4、AlN和Al2O3三種,都需要采用MgO作為燒結助劑。尤其是對(dui)於綜合性能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷(xian)增加聲子散射(she),MgO成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑,其使用量約(yue)為3%。

          3、作為ZTA耐(nai)磨(mo)陶瓷的燒結助劑

          Al2O3和ZrO2都具有耐(nai)高溫、耐(nai)磨(mo)損和較好(hao)的生物相容(rong)性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納(na)米複相陶瓷,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(nai)磨(mo)部件(jian)及(ji)人工(gong)股骨(gu)球(qiu)頭等方麵具有重(zhong)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(yue)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基陶瓷粉體表麵,能有效抑製晶粒長大,從而獲得晶粒均(jun)勻(yun)的陶瓷,此細晶效應是由於晶界區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(zu)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在作為相控陣(zhen)中的移相器和微波頻率下的可調器件(jian)有非常好(hao)的應用前景。

          由於目(mu)前的各(ge)種鐵電材料均(jun)存(cun)在某些方麵的不足(zu),通過各(ge)種手段提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實現(xian)大規模(mo)應用必須解決的關鍵(jian)問題(ti)。

          除了(liao)用稀(xi)土元素(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耗。

          5、摻雜在氧化鋅線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻(zu)具有電阻(zu)率變(bian)化範(fan)圍大,通流密度大,非線性係數低,電阻(zu)溫度係數小的優點,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(reng)存(cun)在許多問題(ti),如結構均(jun)勻(yun)性差、工(gong)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(zu)的阻(zu)溫係數,適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但(dan)過量添加反(fan)而會使陶瓷致密度下降。

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