氧化铝陶瓷的技术指标

氧化铝陶瓷是一种以氧化铝（Al2O3）为主体的陶瓷材料，用于厚膜集成电路。氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。需要注意的是需用超声波进行洗涤。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。

氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。

高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9%以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达1650—1990℃，透射波长为1～6μm，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚；利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。

普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种，有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。

氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。

1. 硬度大

经中科院上海硅酸盐研究所测定，其洛氏硬度为HRA80-90，硬度仅次于金刚石，远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能。

2. 耐磨性能极好

经中南大学粉末冶金研究所测定，其耐磨性相当于锰钢的266倍，高铬铸铁的171.5倍。根据我们十几年来的客户跟踪调查，在同等工况下，可至少延长设备使用寿命十倍以上。

3. 重量轻

其密度为3.5g/cm3，仅为钢铁的一半，可大大减轻设备负荷。

刚玉的主要成分：Al₂O₃（三氧化二铝）。

刚玉，名称源于印度，系矿物学名称。刚玉Al₂O₃的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al₂O₃、β-Al₂O₃、γ-Al₂O₃。刚玉硬度仅次于金刚石。

刚玉主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物，除星光效应外，只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石。红色的称为红宝石，而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石。

扩展资料：

刚玉的成因主要由如下几种：

1、形成于地幔的高温高压条件，随岩浆喷出地表。

如泰国、澳大利亚、中国、美国等国家。

2、形成于接触变质作用

如缅甸、克什米尔、中国安徽等地。

世界上的红蓝宝石主要来自砂矿。是由各种原生红宝石、蓝宝石经风化作用富集而成，分布广，易开采、分选。

由于刚玉具有优良的高温性质及机械强度等性能，因而被广泛应用到了冶金、机械、化工、电子、航空和国防等众多工业领域。其主要用途如下所述。

1、由于有耐高温、耐腐蚀、高强度等性能，故用做浇钢滑动水口，冶炼稀贵金属、特种合金、高纯金属、玻璃拉丝、制作激光玻璃的坩埚及器皿；各种高温炉窑，如耐火材料、陶瓷、炼铁高炉的内衬（墙和管）；理化器皿、火花塞、耐热抗氧化涂层。

2、由于有硬度大、耐磨性好、强度高的特点，在化工系统中，用作各种反应器皿和管道，化工泵的部件；作机械零部件、各种模具，如拔丝模、挤铅笔芯模嘴等；作刀具、磨具磨料、防弹材料、人体关节、密封磨环等。

3、由于有高温绝缘性，故被用作热电偶的套丝管和保护管，原子反应堆中用得绝缘性依旧优良，加之损耗不大，介电常数也不大，在电子工业中被广泛用于固体集成电炉基板管座、外壳、瓷架、微薄窗口、导弹雷达天线保护罩等。

参考资料来源：百度百科-刚玉

高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99．9％以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1～6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚,利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料.普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80％或75％者也划为普通氧化铝陶瓷系列.其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件.

刚玉(CorundumКорунд),名称源于印度,系矿物学名称,主要成分是Al2O3.刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体,分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3.刚玉硬度仅次于金刚石.主要用于高级研磨材料.手表和精密机械的轴承材料,色彩绚丽的晶体作为宝石.作为激光发射材料的红宝石系人造晶体.红宝石和蓝宝石都属于刚玉矿物,除星光效应外,只有半透明-透明且色彩鲜艳的刚玉才能做宝石.红色的称为红宝石,而其他色调的刚玉在商业上统称蓝宝石.

四、陶瓷材料的分类

陶瓷材料已经成为一个十分庞大的家族，其分类也可依照不同的标准进行。

按性能分类：功能陶瓷、结构陶瓷

按用途分类：水泥、耐火材料、玻璃

按成分分类：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷

先进陶瓷材料：

所有采用无机原料做成的材料都成为陶瓷材料

主要区别：（1）原料不同，大部分采用人工合成原料；

（2）在制备、成型技术与烧结工艺方面有重大革新

（3）材料的成分包括碳化物、氮化物、硼化物等

（4）材料的性能有大幅度的提高，主要应用于高科技领域。

先进陶瓷材料按其应用领域的不同可以分为工程陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷三大类。

工程陶瓷：主要包括氧化物类、氮化物类和碳化物

用于制造刀具和耐磨件，高温热电偶保护管及坩埚，集成电路基片和多层封装管壳及高频绝缘瓷体等，其用量约占结构陶瓷的一半以上。

氧化铝陶瓷（Al2O3）：氧化铝含量在85%以上的材料统称为氧化铝陶瓷，含量在99%以上的称为刚玉陶瓷。氧化铝的熔点高达2050℃，很高的硬度（莫氏硬度为九级），弹性模量为390GPa，很好的绝缘性能和低的介电常数。

主要用途：现代陶瓷可用做量具，陶瓷密封件、陶瓷刃具以及陶瓷替代金属的零部件等。

半球面型特种陶瓷片镶嵌在特种橡胶内，形成既耐磨损又耐打击的坚固的防磨层。广泛适用于火力发电厂的输煤系统及冶金、钢铁系统的烧结厂的输料、配料系统的料斗、料仓等落差高、冲击大的部位上。

电子陶瓷95、99氧化铝陶瓷，可用于各种规格的电真空陶瓷管壳及金属化和釉化产品。为生产电真空器件的厂家提供电气性能、机械性能优越的配套瓷件。

氧化锆粉体经压制成型并经过高温烧结也可以制成陶瓷，称为氧化锆陶瓷，并非只是在陶瓷粉体中加入氧化锆粉体。

当氧化铝陶瓷(Al2O3)中加入ZrO2（非稳定ZrO2）粒子形成Al2O3+ZrO2（ZrO2增韧Al2O3）陶瓷时，则由于氧化锆（ZrO2）粒子转变诱发显微裂纹可使韧性显著提高。从氧化锆ZrO2含量及粒径对Al2O3+ZrO2陶瓷韧性的影响，可以看出，对应某一氧化锆ZrO2粒径有一个最佳ZrO2含量，即此时诱发裂纹密度较高，但又不相互连接。当氧化锆ZrO2过高时，形成相互连接裂纹而使韧性下降。

还可以看出，随氧化锆ZrO2粒子走私的增大，临界氧化锆ZrO2含量下降，说明大氧化锆ZrO2粒子诱发的裂纹尺寸大，容易相互连接形成危险裂纹。将氧化锆ZrO2的t-->m相变韧化作用及由于t-->m相变而派生出来的显微裂纹韧化与残余应韧化作用引入Al2O3等基体，可使其韧性得到显著提高。氧化锆ZrO2增韧氧化铝Al2O3基体复合材料的性能与ZrO2含量的关系。

增加陶瓷韧性的主要方法：

（1）采用高纯、超细的粉末原料，改进成型和烧结工艺，从而获得结构致密、均匀的陶瓷材料。

（2）引入细小弥散分布的第二相颗粒，实现颗粒增强与增韧，其主要原理是利用两相膨胀系数的差异，在基体与第二相之间产生一个压应力，使裂纹尖端的张应力得到缓解。

（3）通过相变增韧。利用陶瓷在相变时产生的体积变化，在受到应力时诱发相变，由于产生体积变化而产生压应力，这种压应力正好抵消了裂纹尖端的拉应力从而使断裂韧性提高。

（4）纤维增强与增韧。在陶瓷中加入另一种结构上更加完好的陶瓷晶须。由于在裂纹扩展时需要把断裂面上的晶须拔出，使得阻力增加而断裂韧性增加。

以氧化铝为主成分的陶瓷。根据主晶相的不同，可分为刚玉瓷、刚玉-莫来石瓷及莫来石瓷等。根据氧化铝百分含量的不同又分为高纯氧化铝瓷、99瓷、95瓷、85瓷、75瓷等。瓷体的性能取决于组成与显微结构，随Al2O3含量的减少，熔点降低。具有较低的热膨胀、较高的热导率及高的机械强度，因此具有高抗热震性。烧结刚玉制品能抵抗NaOH、Na2O2、Na2CO3、金属、炉渣、PbPO3等的侵蚀作用，常温下能抵抗碱和氢氟酸作用。在高温下，能被TiC、ZrC等还原，与水蒸气长期作用也能起反应。氧化铝有多种变体，其中主要有α、γ型，除α-Al2O3外其他都是不稳定晶型。氧化铝陶瓷可作为特殊的耐火材料，机械工业的耐磨零部件及刀具材料，用作电子工业及其他工业的绝缘体，β-Al2O3还可作钠硫电池等。

1.含量为99%(质量)的陶瓷，按主晶相分类为刚玉瓷。烧结温度约1700℃±10℃，随Al2O3含量增多烧结越来越难，一般须加入助烧剂。主要性能：密度为3.9g/cm3，抗弯强度为370～450MPa，热膨胀系数为6.7×10-6/℃(20～100℃)，介电强度25～30MV/m，体积电阻率1012～1013Ω·cm(100℃±5℃)，相对介电常数为10.0。常用来制作坩埚、瓷舟、耐火炉管等。

2.含量为95%(质量)的氧化铝陶瓷，主晶相为α-Al2O3，烧结温度在1650℃±20℃左右。主要性能：相对介电常数8.5～9.6，介电强度为15～18MV/m，体积电阻率1010～1012Ω·m，抗弯强度为280～350MPa，密度约3.5g/cm3。作为装置用陶瓷应用十分广泛。 1.基本信息

英文名Boron Nitride

分子式BN 分子量24.81（按1979年国际原子量）

质量标准企业标准（QJ/YH02·08-89）

氮化硼是由氮原子和硼原子构成的晶体，该晶体结构分为六方氮化硼（HBN）、密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼，其中六方氮化硼的晶体结构具有类似的石墨层状结构，呈现松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末，所以又称“白色石墨”。

2.物化性质

理论密度2.27g/cm3，比重2.43，莫氏硬度为2。六方氮化硼是具有良好的电绝缘性，导热性，化学稳定性；无明显熔点，在0.1MPA氮气中3000℃升华，在惰性气体中熔点3000℃，在中性还原气氛中，耐热到2000℃，在氮气和氩中使用温度可达2800℃，在氧气气氛中稳定性较差，使用温度1000℃以下。六方氮化硼的膨胀系数相当于石英，但导热率却为石英的十倍。 六方氮化硼不溶冷水，水煮沸时水解非常缓慢并产生少量的硼酸和氮；与弱酸和强碱在室温下均不反应，微溶于热酸，用溶融的氢氧化钠，氢氧化钾处理才能分解。

3.氮化硼的技术指标

1、规格99 ，BN≥99%　B2O3≤0.5%粒度 D50(um)≤2.0；

2、规格98 ，B N≥98% B2O3≤0.5%粒度 D50(um)≤2.0。

4.氮化硼的各项性能参数

1、 高耐热性3000℃升华，其强度1800℃为室温的2倍，1500℃空冷至室温数 十次不破裂，在惰性气体中2800℃不软化。

2、 高导热系数热压制品为33W/M.K和纯铁一样，在530℃以上是陶瓷材料中导热最大的材料。

3、 低热膨胀系数2×10-6的膨胀系数仅次于石英玻璃，是陶瓷中最小的，加上其具有高导热，所以抗热震性能很好。

4、 优良的电性能高温绝缘性好，25℃为1014Ω—CM，2000℃还可达到103Ω—CM，是陶瓷中最好的高温绝缘材料，击穿电压3KV/MM，低介电损耗108HZ时为2.5×10-4，介电常数为4，可透微波和红外线。 5、 良好的耐腐蚀性与一般金属（铁、铜、铝、铅等）、稀土金属 ，贵重多属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸、碱不反应。

6、 低的摩擦系数u为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐温高，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。

7、 高纯度含B高其杂质含量小于10PPM，而含B大于43.6%。

8、 可机械加工性其硬度为莫氏2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品。

六方氮化硼的用途

六方氮化硼可以用于制造TiB2/BN复合陶瓷，还可以用于高级耐火材料和超硬材料，水平连轧钢的分离环，用于耐高温润滑剂和高温涂料同时还是合成立方氮化硼的原料。

具体用途

1、 金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂。

2、 高温状态的特殊电解、电阻材料。

3、 高温固体润滑剂，挤压抗磨添加剂，生产陶瓷复合材料的添加剂，耐火材料和抗氧化添加剂，尤其抗熔融金属腐蚀的场合，热增强添加剂、耐高温的绝缘材料。

4、 晶体管的热封干燥剂和塑料树脂等聚合物的添加剂。

5、 压制成各种形状的氮化硼制品，可用做高温、高压、绝缘、散热部件。

6、 航天航空中的热屏蔽材料。

7、 在触媒参与下，经高温高压处理可转化为坚硬如金刚石的立方氮化硼。

8、 原子反应堆的结构材料。

9、 飞机、火箭发动机的喷口。

10、高压高频电及等离子弧的绝缘体。

11、防止中子辐射的包装材料。

12、由氮化硼加工制成的超硬材料，可制成高速切割工具和地质勘探、石油钻探的钻头。

13、冶金上用于连续铸钢的分离环，非晶态铁的流槽口，连续铸铝的脱模剂（各种光学玻璃脱膜剂） 14、做各种电容器薄膜镀铝、显像管镀铝、显示器镀铝等的蒸发舟。

15、各种保鲜镀铝包装袋等。

16、各种激光防伪镀铝、商标烫金材料，各种烟标，啤酒标、包装盒，香烟包装盒镀铝等等。

17、化妆品用于口红的填料，无毒又有润滑性，又有光泽是法国最好的口红。 分子式：CB4

分子量：55.25

CAS号：12069-32-8

性质：密度2.51。

又称一碳化四硼(tetra-boron carbide)。有光泽的黑色晶体。工业品一般呈粉状。密度2.520g/cm3。熔点2350℃。沸点>3500℃。溶于熔融碱。不溶于水和酸。硬度仅次于金刚石。由硼酸、人造石墨和石油焦混合物在电弧炉内于1700～2300℃下进行碳化反应，经冷却后破碎，筛选，多次热水洗涤，粗碎，酸洗，沉降分离，干燥，筛分制得。也可由元素硼和碳混合，在2200～2250℃下反应制得。广泛用于硬质合金，作研磨材料，以及宝石材料的加工和金属硼化合物的制取等。也用于原子反应堆。