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新聞動(dòng)態(tài)

MgO在先進(jìn)陶瓷的制備生產(chǎn)中有哪些作用?

氧化鎂是一種相當(dāng)常見的堿性氧化物,是生產(chǎn)氫氧化鎂和金屬鎂的主要原料。在陶瓷材料運(yùn)用中,由于氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃,具有一些特殊優(yōu)異的性能,因此在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域內(nèi)也相當(dāng)吃香,既可直接燒結(jié)成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑使用。

那么作為先進(jìn)陶瓷的制備生產(chǎn)中一種常見的添加劑,氧化鎂的作用是什么?在燒結(jié)過程中,它會(huì)帶給陶瓷那些變化?下面我們通過幾個(gè)案例了解一下。

MgO對氧化鋁陶瓷的影響

 MgO對氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度及致密化的影響

首先氧化鎂作為常見的燒結(jié)助劑,是能夠有效的降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度的。以高純a-Al2O3粉體為原料,MgO為燒結(jié)助劑,采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)制備氧化鋁陶瓷。添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度,抑制晶粒長大,提高致密度,0.25%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是MgO的添加量。

● MgO對氧化鋁陶瓷力學(xué)性能和晶粒生長方面的影響

采用氧化鋁粉為原料、MgO為添加劑、兩步燒結(jié)工藝制備氧化鋁陶瓷。隨著MgO添加量的提高,氧化鋁陶瓷燒結(jié)樣品的相對密度、抗彎強(qiáng)度與硬度呈先上升后略微下降的趨勢。當(dāng)MgO含量低于固溶極限時(shí),Mg加快了晶界擴(kuò)散,對晶粒有一定的細(xì)化作用,致密度與力學(xué)性能較好;當(dāng)MgO含量超過固溶極限時(shí),雖然對晶粒細(xì)化作用增強(qiáng),但在晶界形成的鎂鋁尖晶石會(huì)使氣孔排出受阻。

在晶粒生長方面,隨著MgO添加量的提高,樣品的晶粒大小和均勻性呈先上升后略微下降的趨勢。當(dāng)MgO含量在0.25%時(shí),平均粒徑小,晶粒分布也較集中,性能佳;當(dāng)MgO含量在0.5%時(shí),晶粒更細(xì)小,晶粒分布更均勻,大的晶粒尺寸也只有2.2μm,但是致密度差。

● MgO對氧化鋁透明陶瓷光學(xué)性能的影響

MgO對氧化鋁透明陶瓷的力學(xué)性能及致密性的影響規(guī)律類似于普通氧化鋁陶瓷,合適的MgO添加量均對其力學(xué)性能、致密性、抑制晶粒生長有著積極作用。

陶瓷用氧化鋅

而在透明氧化鋁陶瓷的光學(xué)性能方面,當(dāng)MgO的摻雜量較低時(shí),透明陶瓷的光透過率比較高,這是由于適量的MgO可以抑制晶界的快速移動(dòng),使得氣孔排出比較完全,陶瓷更加致密,透過率較高。

但隨著摻雜量的增加,MgO含量超過在Al2O3中的固溶度后,會(huì)局部形成第二相,形成光的散射中心,造成透明陶瓷透過率的下降。

MgO摻雜對氧化鋅線性陶瓷的影響

工業(yè)制造中的ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化范圍大,通流密度大,非線性系數(shù)低,電阻溫度系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于電力-電子、交通、通信及家用電器等方面。但傳統(tǒng)的ZnO復(fù)合陶瓷仍存在許多問題,如結(jié)構(gòu)均勻性差、工業(yè)生產(chǎn)重復(fù)率低、穩(wěn)定性差、理論研究不充分等。

MgO的添加有助于改善ZnO陶瓷電阻的阻溫系數(shù),適量的MgO可促進(jìn)燒結(jié),提高陶瓷的致密度,但過量添加反而會(huì)使陶瓷致密度下降。

MgO對鐵電陶瓷的影響

● MgO對鈦酸鍶鋇陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能的影響

鈦酸鍶鋇(BST)鐵電陶瓷材料以它的高可調(diào)性和低介電損耗在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調(diào)器件有非常好的應(yīng)用前景。由于目前的各種鐵電材料均存在某些方面的不足,通過各種手段提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用必須解決的關(guān)鍵問題。

除了用稀土元素離子進(jìn)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(shù)和介電損耗。

● MgO對BaTiO3基陶瓷性能的影響

采用均勻沉淀法將MgO均勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體表面,能有效抑制晶粒長大,從而獲得晶粒均勻的陶瓷,此細(xì)晶效應(yīng)是由于晶界區(qū)MgO的抑制作用;MgO有助于形成“殼一芯”結(jié)構(gòu)晶粒,降低并展寬BaTiO3基陶瓷的ε峰,增加電阻率和擊穿電壓強(qiáng)度。

工業(yè)用氧化鋅


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