YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋(xuan)耐火(huo)材料有限公司

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          渝中氧化鎂在陶瓷中的作用有哪(na)些?

          發表時間:2024-06-20 訪問量:8797

          渝中氧化鎂是一種相當常(chang)見的堿(jian)性氧化物,是生產氫渝中氧化鎂和金屬鎂的主要原料。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,因(yin)此在先(xian)進陶瓷領域內(na)也相當吃(chi)香(xiang),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、白雲石(shi)碳化法、鎂鹽熱分解和菱美礦(kuang)熱分解法等。製備方麵,原材料源於礦(kuang)物或海水,從礦(kuang)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(hou)經(jing)煆燒分解成MgO,將這種MgO通過進一步(bu)化學(xue)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在適當溫度下煆燒,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(xue)各(ge)向同性體,具有較好的耐堿(jian)金屬蒸(zheng)氣腐(fu)蝕性、高熔點、高導熱性、較小(xiao)的理論(lun)密度、高絕(jue)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(ji)火(huo)箭導彈的紅外窗口和整流罩、高溫爐紅外窗口、高溫紅外光學(xue)裝置、光學(xue)濾光片和光學(xue)檢(jian)波器、高壓(ya)鈉(na)燈發光管和紅外探(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材料,它的發展從20世紀70年代就開始(shi)了。MgO泡沫陶瓷具有獨(du)有的三維立體網狀骨架結構,使其具有60%-90%的開孔率,可高效(xiao)的清除(chu)金屬液中的大塊雜物和大部分微小(xiao)懸浮夾雜物,具有高耐火(huo)度、高氣孔率、低熱傳導率、製造成本低、製備工藝簡(jian)單(dan),具備良好的機械性能。在國(guo)內(na)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(chu)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(dan)晶片生產中取得了很好的效(xiao)果(guo),填補了國(guo)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(he)金熔體中的雜質,提高過濾效(xiao)率。

          b、節能隔(ge)熱材料。可做(zuo)窯爐內(na)襯,在航天航空行業中可隔(ge)熱保護(hu)航天器材。

          c、吸聲材料。據研究,其降噪係數(shu)接近玻璃棉,具有良好的應用前(qian)景。

          d、催化劑載體材料。良好的吸附能力,可作為汽車尾氣淨(jing)化器載體廣泛應用。

          e、食(shi)品及(ji)醫藥行業。用於醫藥行業中酶、疫苗、核酸等生理活性物質的濃(nong)縮(suo)、分離、精製等,為食(shi)品安全做(zuo)保障。

          (3)MgO係微波介質陶瓷

          隨著移動通信,衛(wei)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(yue)來(lai)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(shen)具有優越(yue)的介電性能(εr=9.1,tanδ<1.6×10-6),是一種理想的5G通訊用微波介質基板(ban)材料。

          MgTiO3係微波介質陶瓷具有空間群(qun)R3的鈦鐵礦(kuang)結構,該(gai)材料因(yin)具有低tanδ、高頻率熱穩定性而被研究並應用於陶瓷電容器和諧(xie)振(zhen)器。此外,MgTiO3具有應用於濾波器、通信天線、雷達、直接廣播(bo)衛(wei)星和微波頻率全球定位係統的潛(qian)力。

          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,可應用於透明裝甲、紅外窗、雷達罩等領域。不僅如此,MgAl2O4還有低εr的特點,也可用作微波介質陶瓷。采用微波燒結製備的MgAl2O4係陶瓷綜(zong)合(he)性能優良,可以滿足各(ge)個領域的使用要求。

          (4)MgO陶瓷芯型

          氧化鎂高溫性能好,用氧化鎂基陶瓷型芯腳注不鏽(xiu)鋼(gang)鑄件時,即使澆注溫度高達1650℃,芯型材料不會與(yu)合(he)金發生反應,鑄件內(na)部表麵光潔(jie)度高,並且其屬於弱(ruo)堿(jian)性耐火(huo)材料,能溶於磷(lin)酸和醋酸等有機酸溶液,易(yi)於芯性脫除(chu),其不產生熱裂(lie)缺陷、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(lv)陶瓷的燒結劑

          氧化鎂作為常(chang)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加快了晶界擴散,對晶粒有一定的細化作用,致密度與(yu)力學(xue)性能較好。

          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(ji)軍(jun)工領域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效(xiao)散熱成為迫切(qie)需求。大功率器件通過陶瓷覆(fu)銅板(ban)實現與(yu)外界的熱交換。目前(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(zong)合(he)性能的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)分發揮其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部件及(ji)人工股(gu)骨球頭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(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

          采用均勻沉澱法將MgO均勻地包(bao)覆(fu)在BaTiO3基陶瓷粉體表麵,能有效(xiao)抑製晶粒長大,從而獲得晶粒均勻的陶瓷,此細晶效(xiao)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,增加電阻率和擊(ji)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(sun)耗在作為相控(kong)陣中的移相器和微波頻率下的可調器件有非(fei)常(chang)好的應用前(qian)景。

          由(you)於目前(qian)的各(ge)種鐵電材料均存(cun)在某些方麵的不足,通過各(ge)種手段提高其綜(zong)合(he)性能,成為鈦酸鍶鋇材料實現大規(gui)模應用必須解決(jue)的關鍵問題。

          除(chu)了用稀土(tu)元素離子進行A位摻雜取代, MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合(he)物加入到BST陶瓷和薄膜(mo)中也可以降低其介電常(chang)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(bian)化範(fan)圍大,通流密度大,非(fei)線性係數(shu)低,電阻溫度係數(shu)小(xiao)的優點,廣泛應用於電力-電子、交通、通信及(ji)家用電器等方麵。傳統的ZnO複合(he)陶瓷仍存(cun)在許(xu)多問題,如結構均勻性差、工業生產重複率低、穩定性差、理論(lun)研究不充(chong)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(dan)過量添加反而會使陶瓷致密度下降。

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