YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊(lei)旋耐火材料有限(xian)公司

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          文昌氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些(xie)?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8775

          文昌氧化鎂是一種相當常見的堿性氧化物,是生產氫文昌氧化鎂和金(jin)屬鎂的主要原料。在陶瓷材料運(yun)用中,由於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些(xie)特殊優異(yi)的性能,因此在先進陶瓷領域內也相當吃香,它可直(zhi)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(bai)雲石碳化法、鎂鹽(yan)熱分解和菱(ling)美礦熱分解法等。製備方麵,原材料源(yuan)於礦物或(huo)海水,從礦物或(huo)海水中提取MgO,大多先製成氫氧化鎂或(huo)碳酸鎂,然(ran)後經煆燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步(bu)化學(xue)處(chu)理或(huo)熱處(chu)理可得到高純MgO,如果要求具有高純度的MgO陶瓷,就(jiu)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在適當溫度下煆燒,得到具有很多晶格缺陷(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過性好(hao),它是一種光學(xue)各向同性體,具有較好(hao)的耐堿金(jin)屬蒸(zheng)氣腐蝕(shi)性、高熔點、高導熱性、較小的理論密度、高絕(jue)緣及高紅外透過性等優點。在可見光及紅外透光材料領域具有廣泛的應用,性能優於氧化鋁(lv)陶瓷,是一種很有前(qian)景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及火箭(jian)導彈的紅外窗口和整流罩(zhao)、高溫爐紅外窗口、高溫紅外光學(xue)裝(zhuang)置、光學(xue)濾光片和光學(xue)檢波(bo)器、高壓(ya)鈉燈(deng)發光管和紅外探測器罩(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能材料,它的發展從20世紀70年代就(jiu)開始了(liao)。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維(wei)立體網狀骨(gu)架結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清除金(jin)屬液(ye)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、製備工藝(yi)簡(jian)單,具備良(liang)好(hao)的機械性能。在國內北(bei)京大學(xue)的李文霞(xia)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,其在鎳基合金(jin)單晶片生產中取得了(liao)很好(hao)的效果,填補(bu)了(liao)國內的技(ji)術空白(bai)。

          典型應用:

          a、過濾器。利(li)用濾餅效應、吸附(fu)效應和整流效應,來過濾鎂合金(jin)熔體中的雜質,提高過濾效率。

          b、節能隔(ge)熱材料。可做(zuo)窯(yao)爐內襯(chen),在航天航空行業中可隔(ge)熱保(bao)護(hu)航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數接近玻璃棉,具有良(liang)好(hao)的應用前(qian)景。

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

          e、食品及醫(yi)藥(yao)行業。用於醫(yi)藥(yao)行業中酶(mei)、疫苗、核酸等生理活性物質的濃縮、分離、精製等,為食品安全做(zuo)保(bao)障。

          (3)MgO係微波(bo)介質陶瓷

          隨著移動通信,衛星通信技(ji)術的更(geng)新迭代,人們對於通信時頻段的要求越來越高,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(ban)材料。

          MgTiO3係微波(bo)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(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(bo)器、通信天線、雷達、直(zhi)接廣播衛星和微波(bo)頻率全球定位係統的潛力。

          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、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(liang),可以滿足(zu)各個(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注不鏽(xiu)鋼鑄(zhu)件(jian)時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與(yu)合金(jin)發生反(fan)應,鑄(zhu)件(jian)內部表麵光潔度高,並且其屬於弱(ruo)堿性耐火材料,能溶於磷酸和醋酸等有機酸溶液(ye),易於芯性脫除,其不產生熱裂缺陷(xian)、目(mu)前(qian)對鎂基陶瓷芯型研究較少,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,對氧化鋁(lv)陶瓷有以下影(ying)響:

          a、添加適量MgO可以降低氧化鋁(lv)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(kuai)了(liao)晶界擴散,對晶粒有一定的細化作用,致密度與(yu)力學(xue)性能較好(hao)。

          c、適量的MgO可以抑製晶界的快(kuai)速移動,使得氣孔排出(chu)比(bi)較完全,陶瓷更(geng)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、航空航天及軍工領域的大功率電子器件(jian)朝(chao)著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散熱成為迫(po)切需求。大功率器件(jian)通過陶瓷覆(fu)銅板(ban)實(shi)現與(yu)外界的熱交換。目(mu)前(qian)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,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耐磨陶瓷的燒結助劑

          Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損和較好(hao)的生物相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米(mi)複相陶瓷,可揚長避短,充分發揮(hui)其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件(jian)及人工股(gu)骨(gu)球頭(tou)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(yu)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(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(er)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在作為相控陣中的移相器和微波(bo)頻率下的可調器件(jian)有非常好(hao)的應用前(qian)景。

          由於目(mu)前(qian)的各種鐵電材料均(jun)存在某(mou)些(xie)方麵的不足(zu),通過各種手段提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shi)現大規模應用必須(xu)解決的關鍵問題。

          除了(liao)用稀土(tu)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(xin)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-電子、交通、通信及家用電器等方麵。傳統的ZnO複合陶瓷仍存在許(xu)多問題,如結構均(jun)勻(yun)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(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(er)會使陶瓷致密度下降。

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