納米材料三氧化二鋁在氧化鋁陶瓷中的應用

【什么是納米材料？】

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺寸(0.1-100 nm)或由它們作為基本單元構成的材料，這大約相當于10~100個原子緊密排列在一起的尺度。

納米顆粒材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子(nano particle)組成。納米粒子也叫超微顆粒，一般是指尺寸在1～100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，從通常的關于微觀和宏觀的觀點看，這樣的系統既非典型的微觀系統亦非典型的宏觀系統，是一種典型的介觀系統，它具有表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當人們將宏觀物體細分成超微顆粒（納米級）后，它將顯示出許多奇異的特性，即它的光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學方面的性質和大塊固體時相比將會有顯著的不同。

納米技術的廣義范圍可包括納米材料技術及納米加工技術、納米測量技術、納米應用技術等方面。晶瑞新材料在納米材料領域有這豐富的經驗，其中納米材料技術著重于納米功能性材料的生產（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術（化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術包含精密加工技術（能量束加工等）及掃描探針技術。

【納米材料三氧化二鋁在陶瓷中的應用】

傳統的陶瓷材料中晶粒不易滑動，材料質脆，燒結溫度高。納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進行冷加工。如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然后做表面退火處理**可以使納米材料成為一種表面保持常規陶瓷材料的硬度和化學穩定性，而內部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。

氧化鋁陶瓷（alumina ceramics ）是一種以α-Al2O3（VK-L30）為主晶相的陶瓷材料，由于α-Al2O3具有熔點高，硬度大，耐化學腐蝕，優良的介電性，是氧化鋁各種形態中**定的晶型，也是自然界中惟一存在的氧化鋁的晶型。

用α-Al2O3（VK-L30）為原料制備的氧化鋁陶瓷結構件材料，其機械性能、高溫性能、介電性能及耐化學腐蝕性能都是非常優異的。

【關于氧化鋁的添加量】

加入0.5~1%的納米三氧化二鋁(VK-L30)，可以使Al2O3瓷的燒結溫度降低150~200℃ ，大大節約能源，并且納米三氧化二鋁不屬于外來雜質，大大提高了產品質量。

【關于納米三氧化二鋁燒結陶瓷的性能】

(1)機械強度高。Al2O3瓷燒結產品的抗彎強度可達250MPa，熱壓產品可達500MPa。 Al2O3成分愈純，強度愈高。強度在高溫下可維持到900℃。利用其機械強度，可以制成裝置瓷和其他機械構件。添加納米氧化鋁燒結的陶瓷強度提高，不容易斷裂。

(2)電阻率高，電絕緣性能好。常溫電阻率1015Ω·cm，絕緣強度15kV/mm。利用其絕緣性和強度，可以制成基板、管座、火花塞、電路管殼等。

(3)硬度高。莫氏硬度為9，加上優良的抗磨損性，廣泛用以制造磨輪、磨料、拉絲模、擠壓模、軸承等。

(4)熔點高，抗腐蝕。熔點2050 ℃，能較好地抗Be、Sr、Ni、Al、V、Ta、Mn、Fe、Co等熔融金屬的侵蝕。對NaOH、玻璃、爐渣的侵蝕也有很高的抵抗能力。因此可用作耐火材料、爐管、玻璃拉絲坩堝、空心球、熱電偶保護套等。

(5)化學穩定性優良。許多復合的硫化物、磷化物、氯化物、氧化物等以及****、硝酸**均不與Al2O3作用。因此Al2O3可以制成坩堝、人體關節**、羥基磷灰石涂層多晶氧化鋁陶瓷人工牙齒等。

(6)光學特性。可以制成透光材料（透光Al2O3瓷），用以制造鈉蒸汽燈管、微波整流罩、紅外窗口、激光振蕩元件等。

(7)離子導電性。用作太陽能電池材料和蓄電池材料。

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