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          營口(kou)磊旋耐火材料有限公司

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          鷹潭氧化鎂在陶瓷中的作用有哪些(xie)?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8726

          鷹潭氧化鎂是一種相當常見(jian)的堿(jian)性氧化物(wu),是生產氫鷹潭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(xie)特殊(shu)優異(yi)的性能(nen),因此在先進陶瓷領(ling)域內也相當吃香(xiang),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水-氨水沉澱法、白(bai)雲石碳化法、鎂鹽熱分解和菱(ling)美(mei)礦(kuang)熱分解法等。製備方麵,原材料源(yuan)於礦(kuang)物(wu)或海水,從礦(kuang)物(wu)或海水中提取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(guo)要求具有高純度的MgO陶瓷,就不能(nen)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(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過性好,它是一種光學(xue)各向同(tong)性體,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(li)論(lun)密度、高絕(jue)緣(yuan)及高紅外透過性等優點。在可見(jian)光及紅外透光材料領(ling)域具有廣(guang)泛的應用,性能(nen)優於氧化鋁陶瓷,是一種很有前(qian)景的材料。

          典型應用:是製備宇(yu)航器及火箭(jian)導彈的紅外窗口(kou)和整流罩、高溫爐(lu)紅外窗口(kou)、高溫紅外光學(xue)裝置(zhi)、光學(xue)濾光片和光學(xue)檢波(bo)器、高壓鈉燈(deng)發光管和紅外探(tan)測器罩的重(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(nen)材料,它的發展從20世紀70年(nian)代就開始了。MgO泡沫陶瓷具有獨有的三維立(li)體網狀骨架(jia)結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效的清(qing)除(chu)金屬液中的大塊雜物(wu)和大部分微小懸浮夾雜物(wu),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,具備良好的機械性能(nen)。在國內北京(jing)大學(xue)的李文霞等人以氧化鎂為骨料,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,其在鎳基合(he)金單晶片生產中取得了很好的效果(guo),填補(bu)了國內的技術(shu)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(he)金熔體中的雜質,提高過濾效率。

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

          c、吸聲材料。據研究,其降噪(zao)係數(shu)接(jie)近(jin)玻璃(li)棉(mian),具有良好的應用前(qian)景。

          d、催化劑載體材料。良好的吸附(fu)能(nen)力(li),可作為汽(qi)車(che)尾(wei)氣淨化器載體廣(guang)泛應用。

          e、食品及醫藥行業。用於醫藥行業中酶(mei)、疫苗、核(he)酸等生理(li)活(huo)性物(wu)質的濃縮(suo)、分離、精製等,為食品安全(quan)做保(bao)障。

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

          MgTiO3係微波(bo)介質陶瓷具有空間群(qun)R3的鈦鐵礦(kuang)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器。此外,MgTiO3具有應用於濾波(bo)器、通信天線、雷達、直接(jie)廣(guang)播(bo)衛星和微波(bo)頻率全(quan)球定位係統的潛(qian)力(li)。

          MgAl2O4呈(cheng)尖(jian)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)介質陶瓷。采用微波(bo)燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜(zong)合(he)性能(nen)優良,可以滿足各個(ge)領(ling)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)注不鏽鋼鑄件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與合(he)金發生反(fan)應,鑄件內部表麵光潔度高,並且其屬於弱(ruo)堿(jian)性耐火材料,能(nen)溶於磷酸和醋(cu)酸等有機酸溶液,易(yi)於芯性脫除(chu),其不產生熱裂缺陷(xian)、目前(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、作為氧化鋁陶瓷的燒結劑

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

          b、添加MgO,Mg加快(kuai)了晶界(jie)擴散,對晶粒有一定的細(xi)化作用,致密度與力(li)學(xue)性能(nen)較好。

          c、適量的MgO可以抑製晶界(jie)的快(kuai)速移動,使得氣孔排(pai)出比較完全(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

          隨著高鐵、航空航天及軍(jun)工領(ling)域的大功率電子器件朝(chao)著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器件通過陶瓷覆銅(tong)板實現與外界(jie)的熱交換。目前(qian)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。尤其是對於綜(zong)合(he)性能(nen)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(sun)和較好的生物(wu)相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複(fu)相陶瓷,可揚長避短,充分發揮其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件及人工股(gu)骨球頭(tou)等方麵具有重(zhong)要應用。MgO在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒細(xi)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

          采用均勻沉澱法將MgO均勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體表麵,能(nen)有效抑製晶粒長大,從而(er)獲得晶粒均勻的陶瓷,此細(xi)晶效應是由於晶界(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(sun)耗在作為相控陣(zhen)中的移相器和微波(bo)頻率下的可調器件有非常好的應用前(qian)景。

          由於目前(qian)的各種鐵電材料均存在某些(xie)方麵的不足,通過各種手段提高其綜(zong)合(he)性能(nen),成為鈦酸鍶鋇材料實現大規模應用必(bi)須解決的關鍵(jian)問題。

          除(chu)了用稀(xi)土元素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合(he)物(wu)加入到BST陶瓷和薄膜(mo)中也可以降低其介電常數(shu)和介電損(sun)耗。

          5、摻雜在氧化鋅線性陶瓷

          ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化範(fan)圍(wei)大,通流密度大,非線性係數(shu)低,電阻溫度係數(shu)小的優點,廣(guang)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(fu)合(he)陶瓷仍存在許多問題,如結構均勻性差、工業生產重(zhong)複(fu)率低、穩定性差、理(li)論(lun)研究不充分等

          MgO的添加有助於改善ZnO陶瓷電阻的阻溫係數(shu),適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但過量添加反(fan)而(er)會使陶瓷致密度下降。

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