氧化鋁陶瓷是一種用途廣泛的陶瓷，它是以氧化鋁（Al2O3）剛玉為主體的陶瓷材料，具有較好的傳導(dǎo)性、機(jī)械強(qiáng)度和耐高溫性。高純型氧化鋁陶瓷Al2O3含量在99.9%以上，其燒結(jié)溫度高達(dá)1650℃~1990℃。普通型氧化鋁陶瓷系按Al2O3含量不同分為99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品種，有時(shí)Al2O3含量在80%或75%者也劃為普通氧化鋁陶瓷系列。因其分類(lèi)多，所以氧化鋁陶瓷使用范圍更加廣泛。

　　其中，99氧化鋁瓷材料用于制作高溫坩堝、耐火爐管及特殊耐磨材料，如陶瓷軸承、陶瓷密封件及水閥片等；95、92氧化鋁瓷主要用作陶瓷研磨體等耐腐蝕、耐磨部件；85瓷中由于常摻入部分滑石，提高了電性能與機(jī)械強(qiáng)度，有的用作電真空裝置器件。

　　將入廠的氧化鋁粉按照不同的產(chǎn)品要求與不同成型工藝制備成粉體材料，粉體粒度在1μm以下，若制造高純氧化鋁陶瓷制品，除氧化鋁純度在99.99%外，還需超細(xì)粉碎且使其粒徑分布均勻。采用擠壓成型或注射成型時(shí)，粉料中需引入粘結(jié)劑與可塑劑，一般為重量比在10%～30%的熱塑性塑膠或樹(shù)脂，有機(jī)粘結(jié)劑應(yīng)與氧化鋁粉體在150℃～200℃溫度下均勻混合，以利于成型操作。采用熱壓工藝成型的粉體原料則不需加入粘結(jié)劑。

　　若采用半自動(dòng)或全自動(dòng)干壓成型，對(duì)粉體有特別的工藝要求，需要采用噴霧造粒法對(duì)粉體進(jìn)行處理，使其呈現(xiàn)圓球狀，以利于提高粉體流動(dòng)性，便于成型中自動(dòng)充填模壁。此外，為減少粉料與模壁的摩擦，還需添加1%～2%的潤(rùn)滑劑，如硬脂酸及粘結(jié)劑PVA。

　　欲干壓成型時(shí)，需對(duì)粉體噴霧造粒，其中引入聚乙烯醇作為粘結(jié)劑。上海某研究所開(kāi)發(fā)了一種水溶性石蠟用作Al2O3噴霧造粒的粘結(jié)劑，在加熱情況下有很好的流動(dòng)性。噴霧造粒后的粉體必須具備流動(dòng)性好、密度松散、流動(dòng)角摩擦溫度小于30℃、顆粒級(jí)配比理想等條件，以獲得較大素坯密度。氧化鋁陶瓷干壓成型方法有單軸向或雙向，壓機(jī)有液壓式、機(jī)械式兩種，可呈半自動(dòng)或全自動(dòng)成型方式。壓機(jī)最大壓力為200MPa，產(chǎn)量每分鐘可達(dá)15～50件。

　　干壓過(guò)程中，粉體顆粒均勻分布對(duì)模具充填非常重要，充填量準(zhǔn)確與否對(duì)制造的氧化鋁陶瓷零件尺寸精度控制影響很大。粉體顆粒以大于60μm、介于60～200目之間，可獲最大自由流動(dòng)效果，取得最好壓力成型效果。

　　將顆粒狀陶瓷坯體致密化并形成固體材料的技術(shù)方法叫燒結(jié)。燒結(jié)即將坯體內(nèi)顆粒間空洞排除，將少量氣體及雜質(zhì)有機(jī)物排除，使顆粒之間相互生長(zhǎng)結(jié)合，經(jīng)過(guò)合理的熱工制度控制，形成以剛玉為主的微晶陶瓷結(jié)構(gòu)。

　　微晶氧化鋁陶瓷研磨體具有如下特點(diǎn)，特別適合水泥球磨機(jī)應(yīng)用技術(shù)的要求。

　　1.硬度大：經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所測(cè)定，其洛氏硬度為HRA80～90，硬度僅次于金剛石，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能。

　　2.耐磨性能極好：經(jīng)中南大學(xué)粉末冶金研究所測(cè)定，其耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍、高鉻鑄鐵的171.5倍。根據(jù)客戶(hù)跟蹤調(diào)查，在同等水泥粉磨工況下，可至少延長(zhǎng)研磨體使用壽命10倍以上。

　　3.重量輕：其密度為3.6～3.8g/cm3，僅為鋼鐵的一半，可大大減輕設(shè)備負(fù)荷。

　　4.主要技術(shù)指標(biāo)如下：

　　氧化鋁陶瓷含量≥92%

　　密度≥3.6g/cm3

　　洛氏硬度≥80HRA

　　抗壓強(qiáng)度≥850MPa

　　斷裂韌性KΙC≥4.8MPa·m1/2

　　抗彎強(qiáng)度≥290MPa

　　導(dǎo)熱系數(shù)20W/m·K

　　熱膨脹系數(shù)7.2×10-6m/m·K

　　5.發(fā)展趨勢(shì)：氧化鋁陶瓷作為先進(jìn)陶瓷中應(yīng)用最廣的一種材料，伴隨著整個(gè)行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢(shì)。

　　（1）技術(shù)裝備水平將快速提高：計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了先進(jìn)陶瓷材料工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和快速發(fā)展。如自動(dòng)控制連續(xù)燒結(jié)窯爐、大功率大容量研磨設(shè)備、高性能制粉造粒設(shè)備、等凈壓成型設(shè)備等先進(jìn)的成套設(shè)備，有力地推動(dòng)了行業(yè)整體水平的提高，同時(shí)，在生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量等方面也都有明顯改善。

　　（2）產(chǎn)品質(zhì)量水平不斷提高：國(guó)內(nèi)微晶氧化鋁陶瓷制品從無(wú)到有，產(chǎn)業(yè)規(guī)模從小到大，產(chǎn)品質(zhì)量從低到較高，經(jīng)歷了一個(gè)快速發(fā)展的歷程。

　　（3）產(chǎn)業(yè)規(guī)模將迅速擴(kuò)大：微晶氧化鋁陶瓷制品作為其他行業(yè)或領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料，受到其他行業(yè)發(fā)展水平的影響和限制。從氧化鋁陶瓷的應(yīng)用情況看，其應(yīng)用范圍越來(lái)越寬，用量越來(lái)越大，特別是在新型干法生產(chǎn)中的水泥粉磨系統(tǒng)和建筑陶瓷方面尤為顯著。

　　參考資料：中國(guó)建材報(bào)《陶瓷研磨體為何選用微晶氧化鋁陶瓷》