氧化鋁陶瓷是以氧化鋁為主要原料以α－Al2O3（剛玉）為主晶相的一類陶瓷材料。通常以配料或基體中氧化鋁的質(zhì)量百分含量對(duì)氧化鋁陶瓷進(jìn)行分類和命名如氧化鋁含量在75％左右的氧化鋁陶瓷稱為75瓷；氧化鋁含量在90％左右的氧化鋁陶瓷稱為90瓷。一般地講瓷體中的氧化鋁含量越高氧化鋁陶瓷的綜合性能越好但隨著氧化鋁含量zengao氧化鋁的燒成溫度也會(huì)提高。筆者以不同鋁含量的瓷球?yàn)檠芯繉?duì)象比較它們?cè)诘攘繜Y(jié)助熔劑作用下燒結(jié)溫度的差別以及不同鋁含量瓷球之間磨損率的高低。

 

瓷球的pei方及瓷球的制備分別以輥棒廢料為引入劑以碳酸鈣、硅酸鋯、鉀長(zhǎng)石為助熔劑。為比較不同鋁含量瓷球的燒結(jié)溫度實(shí)驗(yàn)在每個(gè)pei方中都使用了等量的燒結(jié)助熔劑以輥棒廢料和黑泥的鋁含量之和分別設(shè)計(jì)了鋁含量為50％、60％、70％、80％的4個(gè)pei方其中因輥棒中氧化鋁的質(zhì)量百分含量zhi有78％所以在鋁含量為70％和80％時(shí)的pei方中適量添加α－Al2O3粉以保證其氧化鋁的含量。不同鋁含量瓷球的化學(xué)成分見(jiàn)表1

每種原料都放入剛玉罐中研磨24h取出烘干備用。根據(jù)pei方進(jìn)行配料然后先混料4h經(jīng)烘干后再分別采用川西機(jī)器廠冷等靜壓成形機(jī)（LDJ100／320－500）進(jìn)行等靜壓成形成形壓力為65MPa保壓時(shí)間為180s。將成形后的瓷球放入硅鉬爐進(jìn)行常壓燒結(jié)達(dá)到燒結(jié)溫度后保溫70min然后隨爐冷卻。為確定不同鋁含量瓷球的zui佳燒結(jié)溫度以其剛剛燒結(jié)成瓷時(shí)的溫度（吸水率＜0．005％）為基準(zhǔn)提高20℃再分別燒制2個(gè)瓷球（即每個(gè)鋁含量點(diǎn)燒制3個(gè)球每球燒結(jié)溫度間隔10℃）。

不同鋁含量瓷球的燒結(jié)溫度不同鋁含量瓷球的zui低燒結(jié)溫度如圖1所示。

由圖1可以看出鋁含量在50％～80％時(shí)其燒結(jié)溫度是先下降后上升然后再下降。其中氧化鋁含量為60％時(shí)瓷球燒結(jié)溫度zui低（1410℃）鋁含量為70％時(shí)瓷球的燒結(jié)溫度zui高（1460℃）。不同鋁含量瓷球的燒結(jié)溫度及其他性能見(jiàn)表2。


由圖2可以看出橫向方面在每個(gè)鋁含量點(diǎn)的瓷球都隨燒結(jié)溫度的zen加其密度減小。一般來(lái)說(shuō)陶瓷材料在燒結(jié)之前隨著燒結(jié)溫度的zen加其氣孔率不斷減小密度逐漸提高但若進(jìn)一步升高溫度材料密度減小而氣孔率zen大。主要原因是在燒成過(guò)程中一方面小氣孔向大氣孔遷移或通過(guò)晶界擴(kuò)散排出；另一方面晶粒迅速長(zhǎng)大而局部收縮形成閉口氣孔。在達(dá)到燒結(jié)溫度后繼續(xù)升高溫度原來(lái)存在于材料閉口氣孔中氣體的壓強(qiáng)迅速zen大使得氣孔擴(kuò)大發(fā)生膨脹現(xiàn)象所以達(dá)到燒結(jié)致密后繼續(xù)升高溫度密度下降氣孔率zen大?？v向方面隨著氧化鋁含量的提高瓷球的密度也在zen大。這是由于氧化鋁在所有添加的原料中密度是zui大的隨著氧化鋁含量的zen加瓷球的密度也zen大。

氧化鋁瓷球的密度隨鋁含量的zen加而zen大但燒結(jié)溫度并不是隨著鋁含量的zen加而直線上升的鋁含量為60％時(shí)的瓷球燒結(jié)溫度zui低；鋁含量為70％時(shí)的瓷球燒結(jié)溫度zui高。在鋁含量為50％、60％、70％、80％的瓷球中Al（60％）的瓷球磨損率zui低Al（80％）的瓷球磨損率zui高。