YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口(kou)磊旋(xuan)耐火材料有限公司

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          深圳氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8837

          深圳氧化鎂是一種相當常(chang)見的堿性氧化物,是生產氫深圳氧化鎂和金屬(shu)鎂的主要原(yuan)料。在陶瓷材料運用中,由(you)於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊優異(yi)的性能(nen),因此在先(xian)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。

          氧化鎂粉體製備

          氧化鎂的製備分為鹵(lu)水-氨水沉澱法、白(bai)雲石(shi)碳化法、鎂鹽熱分解(jie)和菱美礦熱分解(jie)法等。製備方麵,原(yuan)材料源於礦物或海水,從礦物或海水中提取MgO,大多先(xian)製成氫氧化鎂或碳酸鎂,然(ran)後經(jing)煆(duan)燒分解(jie)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(ji)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在適當溫度下煆(duan)燒,得到具有很(hen)多晶格缺陷(xian)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)學各向同性體,具有較好的耐堿金屬(shu)蒸氣腐蝕(shi)性、高熔點、高導熱性、較小的理(li)論密度、高絕緣(yuan)及高紅外透過性等優點。在可見光(guang)及紅外透光(guang)材料領域具有廣泛的應用,性能(nen)優於氧化鋁陶瓷,是一種很(hen)有前景(jing)的材料。

          典型應用:是製備宇航器及火箭導彈的紅外窗口(kou)和整(zheng)流罩、高溫爐紅外窗口(kou)、高溫紅外光(guang)學裝(zhuang)置(zhi)、光(guang)學濾光(guang)片和光(guang)學檢(jian)波器、高壓(ya)鈉燈發光(guang)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(du)有的三維立體網狀骨(gu)架(jia)結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清除金屬(shu)液中的大塊雜物和大部分微小懸浮夾雜物,具有高耐火度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工(gong)藝簡單,具備良好的機械性能(nen)。在國內北京大學的李文(wen)霞等人以氧化鎂為骨(gu)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(nie)基合金單晶片生產中取得了很(hen)好的效果,填補(bu)了國內的技(ji)術空白(bai)。

          典型應用:

          a、過濾器。利用濾餅效應、吸附效應和整(zheng)流效應,來過濾鎂合金熔體中的雜質(zhi),提高過濾效率。

          b、節(jie)能(nen)隔(ge)熱材料。可做窯爐內襯(chen),在航天航空行業中可隔(ge)熱保護航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數接近(jin)玻璃(li)棉,具有良好的應用前景(jing)。

          d、催化劑(ji)載體材料。良好的吸附能(nen)力(li),可作為汽車(che)尾(wei)氣淨化器載體廣泛應用。

          e、食品及醫藥(yao)行業。用於醫藥(yao)行業中酶、疫苗、核(he)酸等生理(li)活性物質(zhi)的濃(nong)縮、分離、精製等,為食品安全做保障。

          (3)MgO係微波介質(zhi)陶瓷

          隨著移動通信,衛星(xing)通信技(ji)術的更新迭代,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陶瓷本身具有優越(yue)的介電性能(nen)(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理(li)想的5G通訊(xun)用微波介質(zhi)基板(ban)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(er)被(bei)研究並應用於陶瓷電容器和諧振器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接廣播衛星(xing)和微波頻率全球(qiu)定位係統的潛力(li)。

          MgAl2O4呈尖晶石(shi)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,可以滿足各個(ge)領域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫性能(nen)好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳(jiao)注不鏽(xiu)鋼(gang)鑄件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合金發生反應,鑄件內部表麵光(guang)潔(jie)度高,並且其屬(shu)於弱(ruo)堿性耐火材料,能(nen)溶(rong)於磷酸和醋酸等有機酸溶(rong)液,易(yi)於芯性脫(tuo)除,其不產生熱裂缺陷(xian)、目前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),對氧化鋁陶瓷有以下影響:

          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(san),對晶粒有一定的細化作用,致密度與力(li)學性能(nen)較好。

          c、適量的MgO可以抑製晶界的快速移動,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(nen)陶瓷散(san)熱基板(ban)的燒結助劑(ji)

          隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展,高效散(san)熱成為迫(po)切需求。大功率器件通過陶瓷覆(fu)銅板(ban)實現與外界的熱交換。目前主流的陶瓷基板(ban)有Si3N4、AlN和Al2O3三種,都需要采用MgO作為燒結助劑(ji)。尤其是對於綜合性能(nen)的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助劑(ji)產生的晶格缺陷(xian)增加聲子散(san)射,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、耐磨損和較好的生物相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納(na)米(mi)複相陶瓷,可揚長避短,充(chong)分發揮其集(ji)成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件及人工(gong)股(gu)骨(gu)球(qiu)頭等方麵具有重要應用。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(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(fu)在BaTiO3基陶瓷粉體表麵,能(nen)有效抑製晶粒長大,從而(er)獲(huo)得晶粒均(jun)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(zu)率和擊穿電壓(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(hao)在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調器件有非常(chang)好的應用前景(jing)。

          由(you)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現大規(gui)模應用必(bi)須解(jie)決的關鍵問題。

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

          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)化範圍(wei)大,通流密度大,非線性係數低,電阻(zu)溫度係數小的優點,廣泛應用於電力(li)-電子、交通、通信及家(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(gong)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(gai)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,但過量添加反而(er)會使陶瓷致密度下降。

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