氧化鋁制品(aluminiumoxideproducts)

以純度大于99％的氧化鋁(Al₂O₃)為原料，用高溫陶瓷工藝方法或其它特殊工藝方法制成的氧化物耐火材料。主晶相為a—Al₂O₃(又名剛玉)，是氧化物耐火材料中用途最廣泛、價(jià)格最低廉的一種。

性能氧化鋁有多種同質(zhì)異晶體，常見的有γ-Al₂O₃、β=Al₂O₃、a—Al₂O₃3種。γ-Al₂O₃為低溫型，真密度3．60g／cm³，1200℃以上開始轉(zhuǎn)化為高溫型a—Al₂O₃；β=Al₂O₃是一種含有堿金屬的鋁酸鹽，真密度3．30～3．63g／cm³，當(dāng)加熱到1400～1500℃時(shí)開始分解，1600℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閍—Al₂O₃；a—Al₂O₃是各種變體中最穩(wěn)定的結(jié)晶形態(tài)，真密度3．94～4．01g／cm³。純氧化鋁熔點(diǎn)2050℃。制品耐火度2000℃，荷重軟化溫度1850℃；通常使用溫度1800℃，極限使用溫度1950℃。硬度大，莫氏硬度9，僅次于金剛石。具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，高純致密氧化鋁制品能抗各種熔融金屬(如鈹、鎳、鋁、釩、錳、鐵、鈷等)的侵蝕；與各種硫化物、氯化物、砷化物及硫酸、鹽酸、硝酸等不反應(yīng)；對(duì)竄一氫氧化鈉、玻璃、爐渣等的抗蝕能力強(qiáng)；但在高溫下會(huì)與硅、碳、鈦、鋯、氧化鈉、濃硫酸等反應(yīng)。100℃熱導(dǎo)率28．9W／(m•K)，且隨溫度升高而降低。20～1000℃平均線膨脹系數(shù)8．6×10^-6／℃。熱穩(wěn)定性與制品微觀結(jié)構(gòu)、尺寸大小及形狀有關(guān)，注漿成型致密氧化鋁坩堝1700C至常溫?zé)嵴鹧h(huán)為4次，電熔剛玉磚為14次。機(jī)械強(qiáng)度高，耐壓強(qiáng)度1500～5000MPa，抗折強(qiáng)度150～250MPa。電絕緣性好，常溫電阻約為10¹⁵Ω•cm。隨溫度升高而降低，雜質(zhì)對(duì)氧化鋁電絕緣性有較明顯的影響。

工藝氧化鋁制品生產(chǎn)工藝包括：原料預(yù)處理、制粉、成型、煅燒等工序。(1)原料預(yù)處理。將Al₂O₃原料經(jīng)1350～1600℃預(yù)燒，目的是使γ-Al₂O₃轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的a—Al₂O₃及減少制品的燒成收縮，防止開裂。(2)制粉。預(yù)處理過的原料經(jīng)破碎后在球磨機(jī)或振動(dòng)磨中磨細(xì)至90％以上的顆粒小于5mm，經(jīng)酸洗除鐵后，干燥，打粉。(3)成型。成型方法有：注漿法、機(jī)壓法、擠壓法、熱壓注法、等靜壓法和熱壓法。注漿法一般多采用中性泥漿澆注，pH值6～7，含水量20％～30％，小于2mm的細(xì)粉含量大于80％，最大粒徑不得超過5mm，多用于成型坩堝、管子及其他中空制品。機(jī)壓法是在細(xì)粉中加入一定比例的顆粒料(如燒結(jié)剛玉或電熔剛玉等)，并加入結(jié)合劑(如糊精、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、磷酸等)，在金屬模具內(nèi)機(jī)壓成型，壓力一般為80～100MPa。擠壓法是在細(xì)粉中加入結(jié)合劑，使泥料成塑性狀態(tài)，通過擠壓模具成型，可制得形狀復(fù)雜，尺寸小的制品。熱壓注法是將粉料加石蠟制成蠟漿料，在熱壓鑄機(jī)上成型，坯體埋在有氧化鋁細(xì)粉的匣缽中脫蠟，除去石蠟等有機(jī)物質(zhì)。氧化鋁制品還可采用等靜壓、熱壓等方法制備。除熱壓注法及熱壓法外，其他方法成型的坯體均需在低于80℃的溫度下進(jìn)行干燥，使水分小于1．0％～1．5％。(4)燒成。制品的燒成溫度為1600～1800℃，純氧化鋁制品燒成溫度不得低于1800℃，加入促燒結(jié)劑(如TiO₂)的制品燒成溫度可降低至1600～1650℃。

用途氧化鋁制品用途廣泛，在冶金工業(yè)中用于制造熔煉各種高純金屬及高溫合金的坩堝，高溫爐內(nèi)襯及保溫材料(如氧化鋁空心球磚及氧化鋁纖維材料)、熱電偶保護(hù)套管等(見彩圖插頁(yè)第21頁(yè))。機(jī)械工業(yè)中用于制造耐高溫、耐磨零部件、模具、刀具等；電子工業(yè)中用于制造高溫絕緣瓷件，電路基板、雷達(dá)天線罩、電火花塞等。透明氧化鋁可用于制造高級(jí)燈管、微波整流罩。單晶氧化鋁可用于制造激光元件、儀表軸承。醫(yī)學(xué)中可作為生物工程材料，如人工關(guān)節(jié)等。