氧化铝陶瓷的晶体类型

氧化铝，化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。

工业氧化铝是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

1、导热率：同为陶瓷电路板，但是有很大的区别，氧化铝的导热率差不多在45 W/(m·K)左右，氮化铝的导热率接近其7倍。

2、热膨胀系数：氧化铝陶瓷电路板的导热系数和氮化铝陶瓷电路板基本相同。

导热率和热膨胀系数是最直接体现电路板性能的参数，相信大家已经能够比较直观看出氮化铝陶瓷电路板的优势，其实不光光是只是这两点，氮化铝陶瓷电路板可以将陶瓷电路板的易碎缺点降到最低，氮化铝陶瓷电路板的硬度会比氧化铝陶瓷电路板的硬度高很多。

材料大体分类：金属材料、无机非金属材料（也习惯称为硅酸盐材料）、高分子材料、以及复合材料，复合材料严格意义上说不属于一类，但是由于其由前三种材料中的几种复合之后具有了不同于原材料的特殊性能，而被单独拿出来作为一种。

陶瓷一般都是属于无机非金属材料的（除非是陶瓷基复合材料），所以氧化铝陶瓷是绝对的无机非金属材料。

这是我的专业，有什么不明白的可以追问。

氧化铝是一个重要的材料。它的性质补充如下：α型氧化铝在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基．γ型氧化铝γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用．目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10%．

那应该是a氧化铝，耐腐蚀。

陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。可用作结构材料、刀具材料，由于陶瓷还具有某些特殊的性能，又可作为功能材料。

普通材料

采用天然原料如长石、粘土和石英等烧结而成，是典型的硅酸盐材料，主要组成元素是硅、铝、氧，这三种元素占地壳元素总量的90%，普通陶瓷来源丰富、成本低、工艺成熟。这类陶瓷按性能特征和用途又可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、电绝缘陶瓷、化工陶瓷等。

特种材料

采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要。根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能。本节主要介绍特种陶瓷。

特种材料分类

根据用途不同，特种陶瓷材料可分为结构陶瓷、工具陶瓷、功能陶瓷。

结构陶瓷

氧化铝陶瓷主要组成物为Al2O3，一般含量大于45%。氧化铝陶瓷具有各种优良的性能。耐高温，一般可要1600℃长期使用，耐腐蚀，高强度，其强度为普通陶瓷的2~3倍，高者可达5~6倍。其缺点是脆性大，不能接受突然的环境温度变化。用途极为广泛，可用作坩埚、发动机火花塞、高温耐火材料、热电偶套管、密封环等，也可作刀具和模具。

氮化硅陶瓷主要组成物是Si3N4，这是一种高温强度高、高硬度、耐磨、耐腐蚀并能自润滑的高温陶瓷，线膨胀系数在各种陶瓷中最小，使用温度高达1400℃，具有极好的耐腐蚀性，除氢氟酸外，能耐其它各种酸的腐蚀，并能耐碱、各种金属的腐蚀，并具有优良的电绝缘性和耐辐射性。可用作高温轴承、在腐蚀介质中使用的密封环、热电偶套管、也可用作金属切削刀具。

碳化硅陶瓷主要组成物是SiC，这是一种高强度、高硬度的耐高温陶瓷，在1200℃~1400℃使用仍能保持高的抗弯强度，是目前高温强度最高的陶瓷，碳化硅陶瓷还具有良好的导热性、抗氧化性、导电性和高的冲击韧度。是良好的高温结构材料，可用于火箭尾喷管喷嘴、热电偶套管、炉管等高温下工作的部件；利用它的导热性可制作高温下的热交换器材料；利用它的高硬度和耐磨性制作砂轮、磨料等。

六方氮化硼陶瓷主要成分为BN，晶体结构为六方晶系，六方氮化硼的结构和性能与石墨相似，故有“白石墨”之称，硬度较低，可以进行切削加工具有自润滑性，可制成自润滑高温轴承、玻璃成形模具等。

工具陶瓷

硬质合金主要成分为碳化物和粘结剂，碳化物主要有WC、TiC、TaC、NbC、VC等，粘结剂主要为钴（Co）。硬质合金与工具钢相比，硬度高（高达87~91HRA），热硬性好（1000℃左右耐磨性优良），用作刀具时，切削速度比高速钢提高4~7倍，寿命提高5~8倍，其缺点是硬度太高、性脆，很难被机械加工，因此常制成刀片并镶焊在刀杆上使用，硬质合金主要用于机械加工刀具；各种模具，包括拉伸模、拉拔模、冷镦模；矿山工具、地质和石油开采用各种钻头等。

金刚石天然金刚石（钻石）作为名贵的装饰品，而合成金刚石在工业上广泛应用，金刚石是自然界最硬的材料，还具备极高的弹性模量；金刚石的导热率是已知材料中最高的；金刚石的绝缘性能很好。金刚石可用作钻头、刀具、磨具、拉丝模、修整工具；金刚石工具进行超精密加工，可达到镜面光洁度。但金刚石刀具的热稳定性差，与铁族元素的亲和力大，故不能用于加工铁、镍基合金，而主要加工非铁金属和非金属，广泛用于陶瓷、玻璃、石料、混凝土、宝石、玛瑙等的加工。

立方氮化硼（CBN）具有立方晶体结构，其硬度高，仅次于金刚石，具热稳定性和化学稳定性比金刚石好，可用于淬火钢、耐磨铸铁、热喷涂材料和镍等难加工材料的切削加工。可制成刀具、磨具、拉丝模等

其它工具陶瓷尚有氧化铝、氧化锆、氮化硅等陶瓷，但从综合性能及工程应用均不及上述三种工具陶瓷。

纳米氧化铝资料

透明的纳米氧化铝溶胶xz-1128，颜色无色透明，固含量的20%-25%。添加到各种丙烯酸树脂，聚氨酯树脂，环氧树脂，三聚氰胺树脂，硅丙乳液等树脂的水性液体中，添加量为5%到10%，可以明显提高树脂的硬度，硬度可达6-8H甚至更高。并且该铝溶胶xz-1128和各种水性树脂有极好的相溶性。混合均匀后不影响树脂的性质和粘度。同时可以做各种玻璃涂层材料，宝石，精密仪器材料等。性状：xz-1128是带正电荷的羽毛状氧化铝胶粒分散在水中的胶体溶液。 由于胶体粒子微细（10-20nm），有相当大的比表面积，粒子本身无色透明，不影响被覆盖物的本色。粘度较低，水能渗透的地方都能渗透，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。当铝溶胶水份蒸发时，胶体粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成铝氧结合，极大的提高硬度。用 途：铝溶胶xz-1128在无机纤维及耐火材料工业的应用 ；铝溶胶xz-1128在陶瓷工业中的应用，增加生坯强度；在纺织纤维制品中的应用，使制品获得良好的抗静电性和防吸尘性。

透明氧化铝粉xz-1126，颜色白色半透明显纳米特性蓝相，含量99.9%。可添加到各种水性树脂、油性树脂内、朔料、橡胶中，添加量为3%-5%，可以明显提高材质的硬度，硬度可达6-8H甚至更高。该氧化铝粉xz-1126在溶剂溶化后透明。不产生沉降，不影响树脂的性质和粘度。该纳米氧化铝外观体积特别蓬松，如同鹅毛般轻浮，明显的纳米特征。性状：1、 是中性的的氧化铝粉体， 氧化铝粉体粒子微细到5nm，有相当大的比表面积，极大的提高物质的耐刮擦力和硬度。2、 水溶性好，因此和其它物质混合时分散性和渗透性都非常好。3、 加入到材质中，氧化铝粒子牢固地附着在物体表面，粒子间形成铝氧结合，极大的提高硬度。4、 溶解水体系中，溶剂体系，各种树脂，油墨等体系，3%的含量透明，光线的穿透率达到80%以上。 具有非常好的应用效果。 应用范围：xz-1126用在透明陶瓷：高压钠灯灯管、EP-ROM窗口。xz-1126用在单晶、红宝石、蓝宝石、白宝石、钇铝石榴石。xz-1126用在高强度氧化铝陶瓷、C基板、封装材料、刀具、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶、炉管。xz-1126用在精密抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带。xz-1126用在涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、高级耐水材料。xz-1126用在气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料。xz-1126用在催化剂、催化载体、分析试剂。xz-1126用在宇航飞机机翼前缘。

纳米氧化铝XZ-L14显白色蓬松粉末状态，晶型是α型。粒径是20nm；比表面积≥50m2/g。粒度分布均匀、纯度高、高分散、α-Al2O3，其比表面低，具有耐高温的惰性，但不属于活性氧化铝，几乎没有催化活性；耐热性强，成型性好，晶相稳定、硬度高、尺寸稳定性好，可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。由于α相氧化铝也是性能优异的远红外发射材料，作为远红外发射和保温材料被应用于化纤产品和高压钠灯中。此外，α相氧化铝电阻率高，具有良好的绝缘性能，可应用于YGA激光晶的主要配件和集成电路基板中。

纳米氧化铝XZ-L290显白色蓬松粉末状态，晶型是γ-Al2O3。粒径是20nm；比表面积≥230m2/g。粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，XZ-L290可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。XZ-L290极好分散，在溶剂水里面；溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙酮、丁酮、苯、二甲苯内，不需加分散剂，搅拌搅拌即可以充分的分散均匀。在环氧树脂，塑料等中，极好添加使用。

技术指标：纳米氧化铝XZ-L290外观 白色粉末；纳米氧化铝XZ-L290晶相γ相；纳米氧化铝平均粒度(nm) 20±5；纳米氧化铝含量% 大于 99.9%；应用范围：XZ-L290透明陶瓷：高压钠灯灯管、EP-ROM窗口。化妆品填料。单晶、红宝石、蓝宝石、白宝石、钇铝石榴石。

XZ-L290高强度氧化铝陶瓷、C基板、封装材料、刀具、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶、炉管。

XZ-L290精密抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带。XZ-L290涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、高级耐水材料。XZ-L290气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料。XZ-L290催化剂、催化载体、分析试剂。宇航飞机机翼前缘；用量：推荐用量为1～5％，使用者应根据不同体系经过试验决定最佳添加量。

纳米氧化铝XZ-L690显白色蓬松粉末状态，晶型是γ-Al2O3。粒径是20nm；比表面积≥160m2/g。粒度分布均匀、纯度高、极好分散，其比表面高，具有耐高温的惰性，高活性，属活性氧化铝；多孔性；硬度高、尺寸稳定性好，具有较强的表面酸性和一定的表面碱性，被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧，特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显著。极好分散，在溶剂水里面；溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙酮、丁酮、苯、二甲苯内，不需加分散剂，搅拌搅拌即可以充分的分散均匀。在环氧树脂，塑料等中，极好添加使用。技术指标：纳米氧化铝外观 白色粉末；纳米氧化铝晶相γ相；纳米氧化铝平均粒度(nm) 20±5；纳米氧化铝含量% 大于 99.9%；熔点：2010℃-2050 ℃；沸点：2980 ℃；相对密度（水=1）】：3.97-4.0；

应用范围：用于制镶牙水泥、瓷器、油漆的填料、媒染剂、金属铝等。 可添加到各种水性树脂、油性树脂内、环氧树脂、丙稀酸树脂、聚铵酯树脂、朔料、橡胶中，添加量为3%-5%，可以明显提高材质的硬度，硬度可达6-8H甚至更高。还可以用在导热、抛光、电镀、催化剂等。用量：推荐用量为1～5％，使用者应根据不同体系经过试验决定最佳添加量。厂商：翔正。产品级别：工业级。

http://www.chinajxgcs.cn/gongyi/gongyi013-3505.htm

10. a-Al2O3（刚玉）型结构

a-Al2O3晶体属三方晶系， 空间群，ao=0.514nm，a=55°17’，z = 2。CN+ = 6? CN- = 4，即O2-与4个Al3+形成静电键。a-Al2O3晶体结构可以看成O2-按六方紧密堆积排列（即ABAB……二层重复型），而Al3+填充于2/3八面体空隙。由于Al3+只填充于2/3八面体空隙，因此Al3+的分布必须有一定的规律，其原则是从Pauling规则出发，在同一层和层与层之间，Al3+之间的距离应保持最远，宏观上呈现均匀分布，以减少Al3+之间的静电斥力，有利于结构的稳定性。否则，由于Al3+分布不当，出现过多Al-O八面体共面的情况，对结构的稳定性造成不利的影响。图3-31给出了Al3+分布的3种形式，Al3+在八面体空隙中，只有按照AlD、AlE、AlF…的顺序排列，才能满足Al3+之间的距离最远的条件。再考虑O2-是按六方紧密堆积排列，有2种方式：OA和OB，所以a-Al2O3晶体中O2-与Al3+的排列次序如下：

OAAlDOBAlEOAAlFOBAlDOAAlEOBAlF

将上述12层排列看成一个单元，则其重复就构成了a-Al2O3晶体结构。

刚玉硬度高，为莫氏9级，熔点高达2050°C，力学性能也颇佳，这与结构中Al-O键的牢固性有关。所以，Al2O3是一种很常见、很重要的陶瓷材料，在很多领域有着广泛的应用。a-Al2O3是某些耐火材料以及电子装置瓷的主要晶相，因硬度高可用作磨料磨具，很多耐高温瓷件和结构件都用氧化铝来制备，在现代机械工业、化工工业和电子工业中，氧化铝作为先进陶瓷也是广为应用。同类型结构有a-Fe2O3、Cr2O3、Ti2O3、V2O3等。此外，FeTiO3、MgTiO3等也是具有刚玉结构，只是刚玉结构中的2个铝离子，分别被1个铁离子和1个钛离子所取代（FeTiO3）。

氧化铝也可用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料等。另外氧化铝还可用作高氟饮水的除氟剂、用作制氧工业、纺织工业、电子行业的气体干燥等。

氧化铝含有元素铝和氧。若将铝矾土原料经过化学处理，除去硅、铁、钛等的氧化物而制得的产物是纯度很高的氧化铝原料，Al2O3含量一般在99%以上。

矿相是由40%～76%的γ-Al2O3和24%～60%的α-Al2O3组成。γ-Al2O3于950～1200℃可转变为α-Al2O3，同时发生显著的体积收缩。