YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口(kou)磊(lei)旋耐火材料有限(xian)公司

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          宜春氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8709

          宜春氧化鎂是一種相當(dang)常見的堿(jian)性氧化物,是生產氫宜春氧化鎂和金屬鎂的主要原(yuan)料。在陶瓷材料運(yun)用中,由於氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊優異的性能(nen),因此在先(xian)進陶瓷領(ling)域內也相當(dang)吃香,它可直接(jie)燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑(ji)使用。

          氧化鎂粉(fen)體(ti)製備

          氧化鎂的製備分為鹵水-氨水沉澱法、白雲石碳(tan)化法、鎂鹽熱分解(jie)和菱(ling)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(duo)先(xian)製成氫氧化鎂或碳(tan)酸鎂,然(ran)後(hou)經煆燒分解(jie)成MgO,將這種MgO通過進一步化學處理或熱處理可得到高純MgO,如果(guo)要求具有高純度的MgO陶瓷,就不能(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(duo)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,它是一種光學各向同(tong)性體(ti),具有較好的耐堿(jian)金屬蒸氣腐蝕性、高熔點、高導熱性、較小的理論密度、高絕緣及高紅外透過性等優點。在可見光及紅外透光材料領(ling)域具有廣泛的應用,性能(nen)優於氧化鋁陶瓷,是一種很有前景的材料。

          典型應用:是製備宇航器及火箭(jian)導彈(dan)的紅外窗口(kou)和整流罩(zhao)、高溫(wen)爐(lu)紅外窗口(kou)、高溫(wen)紅外光學裝置(zhi)、光學濾光片和光學檢波(bo)器、高壓鈉(na)燈發光管和紅外探(tan)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(gong)能(nen)材料,它的發展從20世紀70年代就開始(shi)了(liao)。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立(li)體(ti)網狀骨(gu)架結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效(xiao)的清除金屬液(ye)中的大塊雜物和大部分微小懸(xuan)浮(fu)夾(jia)雜物,具有高耐火度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工藝簡單,具備良好的機械(xie)性能(nen)。在國(guo)內北京大學的李(li)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,其在鎳基合金單晶片生產中取得了(liao)很好的效(xiao)果(guo),填補了(liao)國(guo)內的技術(shu)空白。

          典型應用:

          a、過濾器。利用濾餅(bing)效(xiao)應、吸附(fu)效(xiao)應和整流效(xiao)應,來過濾鎂合金熔體(ti)中的雜質(zhi),提高過濾效(xiao)率。

          b、節能(nen)隔熱材料。可做(zuo)窯爐(lu)內襯(chen),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(jin)玻璃棉,具有良好的應用前景。

          d、催化劑(ji)載體(ti)材料。良好的吸附(fu)能(nen)力(li),可作為汽(qi)車(che)尾氣淨化器載體(ti)廣泛應用。

          e、食品及醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核酸等生理活性物質(zhi)的濃(nong)縮(suo)、分離、精製等,為食品安全(quan)做(zuo)保障(zhang)。

          (3)MgO係微波(bo)介質(zhi)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(pin)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陶瓷本身具有優越的介電性能(nen)(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理想的5G通訊(xun)用微波(bo)介質(zhi)基板材料。

          MgTiO3係微波(bo)介質(zhi)陶瓷具有空間群R3的鈦鐵礦結構,該材料因具有低tanδ、高頻(pin)率熱穩定性而被(bei)研究並應用於陶瓷電容器和諧(xie)振(zhen)器。此外,MgTiO3具有應用於濾波(bo)器、通信天線、雷達、直接(jie)廣播衛星和微波(bo)頻(pin)率全(quan)球定位係統的潛(qian)力(li)。

          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,可應用於透明裝甲、紅外窗、雷達罩(zhao)等領(ling)域。不僅如此,MgAl2O4還有低εr的特點,也可用作微波(bo)介質(zhi)陶瓷。采用微波(bo)燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜合性能(nen)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(wen)性能(nen)好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳注不鏽鋼鑄件(jian)時,即使澆注溫(wen)度高達1650℃,芯型材料不會與(yu)合金發生反應,鑄件(jian)內部表麵光潔度高,並且其屬於弱(ruo)堿(jian)性耐火材料,能(nen)溶(rong)於磷酸和醋(cu)酸等有機酸溶(rong)液(ye),易(yi)於芯性脫除,其不產生熱裂缺陷(xian)、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(ji)的應用

          1、作為氧化鋁陶瓷的燒結劑(ji)

          氧化鎂作為常見的燒結助劑(ji),對(dui)氧化鋁陶瓷有以下影(ying)響:

          a、添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結溫(wen)度,抑製晶粒長大,提高致密度。

          b、添加MgO,Mg加快了(liao)晶界擴(kuo)散,對(dui)晶粒有一定的細化作用,致密度與(yu)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(pai)出(chu)比較完(wan)全(quan),陶瓷更加致密,透過率較高。

          2、作為高性能(nen)陶瓷散熱基板的燒結助劑(ji)

          隨著高鐵、航空航天及軍工領(ling)域的大功(gong)率電子器件(jian)朝(chao)著高溫(wen)、高頻(pin)和高集(ji)成度等方向發展,高效(xiao)散熱成為迫(po)切需求。大功(gong)率器件(jian)通過陶瓷覆(fu)銅板實現(xian)與(yu)外界的熱交換。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(ji)。尤(you)其是對(dui)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(wen)、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)米複相陶瓷,可揚長避短,充分發揮其集(ji)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(ji)

          (1)添加到BaTiO3基陶瓷中

          采用均勻(yun)沉澱法將MgO均勻(yun)地包覆(fu)在BaTiO3基陶瓷粉(fen)體(ti)表麵,能(nen)有效(xiao)抑製晶粒長大,從而獲得晶粒均勻(yun)的陶瓷,此細晶效(xiao)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(pin)率下的可調器件(jian)有非(fei)常好的應用前景。

          由於目前的各種鐵電材料均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(xian)大規模(mo)應用必(bi)須解(jie)決的關鍵問題(ti)。

          除了(liao)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)化範圍大,通流密度大,非(fei)線性係數低,電阻(zu)溫(wen)度係數小的優點,廣泛應用於電力(li)-電子、交通、通信及家用電器等方麵。傳統的ZnO複合陶瓷仍存在許多(duo)問題(ti),如結構均勻(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(wen)係數,適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但(dan)過量添加反而會使陶瓷致密度下降。

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