YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口(kou)磊旋(xuan)耐(nai)火(huo)材料有限公司

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          萍鄉氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8721

          萍鄉氧化鎂是一種相當(dang)常見的堿性氧化物,是生產氫萍鄉氧化鎂和金(jin)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(yi)的性能(nen),因此在先進陶瓷領域內(na)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。

          氧化鎂粉體製備

          氧化鎂的製備分為鹵水-氨水沉澱法、白雲(yun)石碳化法、鎂鹽(yan)熱分解和菱(ling)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(bu)化學處(chu)理(li)或熱處(chu)理(li)可得到高純MgO,如果要求具有高純度的MgO陶瓷,就(jiu)不能(nen)采用加入添加劑的方法來(lai)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(dang)溫(wen)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過性好,它是一種光學各向同性體,具有較好的耐(nai)堿金(jin)屬蒸氣腐蝕(shi)性、高熔點、高導熱性、較小(xiao)的理(li)論密度、高絕緣及(ji)高紅外透過性等優點。在可見光及(ji)紅外透光材料領域具有廣泛的應用,性能(nen)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(yu)航器及(ji)火(huo)箭導彈的紅外窗口(kou)和整流罩、高溫(wen)爐紅外窗口(kou)、高溫(wen)紅外光學裝置、光學濾光片和光學檢波器、高壓鈉(na)燈發光管和紅外探(tan)測(ce)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(nen)材料,它的發展從20世紀70年代就(jiu)開始了。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立體網狀(zhuang)骨架(jia)結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效(xiao)的清除(chu)金(jin)屬液中的大塊(kuai)雜物和大部(bu)分微小(xiao)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、製備工藝簡單,具備良好的機械性能(nen)。在國內(na)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)基合金(jin)單晶片生產中取得了很好的效(xiao)果,填補了國內(na)的技(ji)術空白。

          典型應用:

          a、過濾器。利用濾餅效(xiao)應、吸附效(xiao)應和整流效(xiao)應,來(lai)過濾鎂合金(jin)熔體中的雜質(zhi),提高過濾效(xiao)率。

          b、節能(nen)隔熱材料。可做窯(yao)爐內(na)襯(chen),在航天航空行業中可隔熱保(bao)護(hu)航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數(shu)接近玻(bo)璃棉(mian),具有良好的應用前景。

          d、催化劑載(zai)體材料。良好的吸附能(nen)力,可作為汽(qi)車尾(wei)氣淨(jing)化器載(zai)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(li)活性物質(zhi)的濃縮(suo)、分離、精製等,為食品安全做保(bao)障(zhang)。

          (3)MgO係微波介質(zhi)陶瓷

          隨著移動通信,衛星通信技(ji)術的更(geng)新迭代,人們對(dui)於通信時頻段的要求越來(lai)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(nen)(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理(li)想的5G通訊用微波介質(zhi)基板材料。

          MgTiO3係微波介質(zhi)陶瓷具有空間群(qun)R3的鈦鐵礦結構,該材料因具有低tanδ、高頻率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容(rong)器和諧(xie)振(zhen)器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接廣播衛星和微波頻率全球定位係統的潛(qian)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、雷達罩等領域。不僅如此,MgAl2O4還有低εr的特點,也可用作微波介質(zhi)陶瓷。采用微波燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜合性能(nen)優良,可以滿(man)足各個(ge)領域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫(wen)性能(nen)好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳注(zhu)不鏽(xiu)鋼(gang)鑄件(jian)時,即使澆(jiao)注(zhu)溫(wen)度高達1650℃,芯型材料不會(hui)與合金(jin)發生反應,鑄件(jian)內(na)部(bu)表麵光潔度高,並且其屬於弱堿性耐(nai)火(huo)材料,能(nen)溶於磷酸和醋酸等有機酸溶液,易於芯性脫除(chu),其不產生熱裂缺陷、目前對(dui)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(lv)陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常見的燒結助劑,對(dui)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(wen)度,抑製晶粒長大,提高致密度。

          b、添加MgO,Mg加快了晶界(jie)擴散,對(dui)晶粒有一定的細化作用,致密度與力學性能(nen)較好。

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

          2、作為高性能(nen)陶瓷散熱基板的燒結助劑

          隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工領域的大功(gong)率電子器件(jian)朝(chao)著高溫(wen)、高頻和高集成度等方向發展,高效(xiao)散熱成為迫切需求。大功(gong)率器件(jian)通過陶瓷覆銅板實(shi)現與外界(jie)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。尤其是對(dui)於綜合性能(nen)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(wen)、耐(nai)磨損(sun)和較好的生物相容(rong)性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複相陶瓷,可揚長避短,充(chong)分發揮其集成優勢,在航空航天、發動機耐(nai)磨部(bu)件(jian)及(ji)人工股(gu)骨球頭(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

          (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基陶瓷粉體表麵,能(nen)有效(xiao)抑製晶粒長大,從而獲得晶粒均(jun)勻的陶瓷,此細晶效(xiao)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(chuan)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(hao)在作為相控(kong)陣中的移相器和微波頻率下的可調(diao)器件(jian)有非常好的應用前景。

          由於目前的各種鐵電材料均(jun)存在某些方麵的不足,通過各種手段提高其綜合性能(nen),成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現大規(gui)模(mo)應用必須(xu)解決的關鍵(jian)問題。

          除(chu)了用稀土元素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物加入到BST陶瓷和薄(bo)膜中也可以降低其介電常數(shu)和介電損(sun)耗(hao)。

          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)化範圍(wei)大,通流密度大,非線性係數(shu)低,電阻溫(wen)度係數(shu)小(xiao)的優點,廣泛應用於電力-電子、交通、通信及(ji)家(jia)用電器等方麵。傳統的ZnO複合陶瓷仍存在許多問題,如結構均(jun)勻性差、工業生產重複率低、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(wen)係數(shu),適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但(dan)過量添加反而會(hui)使陶瓷致密度下降。

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