刚玉陶瓷是什么材料

氧化铝是一种高硬度的化合物。

氧化铝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。

氧化铝的用途：

由于氧化铝的晶体形态因为硬度高，所以适合用作研磨材料及切割工具使用。

氧化铝作为高温耐火材料，常用来制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。氧化铝适用于多种干湿处理工艺，可将任何工件的粗糙表面打磨精细，是最经济实惠的磨料之一。

以上内容参考：百度百科-氧化铝

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。

用途：

1、红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，因为其它杂质而呈现不同的色泽，蓝宝石则含有氧化铁和氧化钛而呈蓝色。

⒉ 在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝，再由Hall-Heroult process转变为铝金属。

⒊ 铝与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。

⒋ 铝为电和热的良导体。氧化铝的晶体形态因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具。

⒌ 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。

α- Al2O3即称为刚玉，是莫氏硬度为9的高硬度材料。

氧化物陶瓷材料的原子结合以离子键为主,存在部分共价键,因此具有许多优良的性能.大部分氧化物具有很高的熔点,良好的电绝缘性能,特别是具有优异的化学稳定性和抗氧化性,在上程领域已得到了较广泛的应用.

2.1氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷又称刚玉瓷,一般以α-A1203为主晶相.根据A1203含量和添加剂的不同,有不同系列.如根据A1203含量不同可分为75瓷,85瓷,95瓷,99瓷等根据其主晶相的不同可分为莫来石瓷、刚玉-莫来瓷和刚玉瓷根据添加剂的不同又分为铬刚玉、钛刚玉等.

Al203陶瓷是耐火氧化物中化学性质最稳定、机械强度最高的一种A1203陶瓷与大多数熔融金属不发生反映,只有Mg, Ca,Zr和Ti在一定温度以上对其有还原作用热的硫酸能溶解A1203,热的HCl, HF对其也有一定腐蚀作用A1203陶瓷的蒸汽压和分解压都是最小的.由于A1203陶瓷优异的化学稳定性,可广泛地用于耐酸泵叶轮、泵体、泵盖、轴套,输送酸的管道内衬和阀门等.

氧化铝的含量高于95%的Al203陶瓷具有优异的电绝缘性能和较低的介质损耗等特点,因而在电子、电器方面有十分广阔的应用领域.

A1203陶瓷的高硬度和耐磨性在机械领域得到了广泛应用.如制造纺织耐磨零件、刀具.各种发动机中还大量使用A1203陶瓷火花塞.

透明Al203陶瓷对于可见光和红外线有良好的透过性,同时具有高温强度高、耐热性好、耐腐蚀性强等特点.可用于制造高压钠灯灯管、红外检测窗口材料等.

2. 2氧化锆(Zr02)陶瓷

Zr02有二种锆同素异形体立方结构(c相)、四方结构(t相)及单斜结构(m相).根据所含相的成分不同,Zr02陶瓷可分为稳定Zr02陶瓷材料、部分稳定Zr02陶瓷.

2. 2. 1稳定Zr02陶瓷

稳定Zr02陶瓷主要由立方相组成,其耐火度高、比热与导热系数小,是理想的高温隔热材料,可以用做高温炉内衬,也可作为各种耐热涂层.

稳定Zr02陶瓷化学稳定性好,高温时仍能抗酸性和中性物质的腐蚀,但不能抵抗碱性物质的腐蚀.周期表中第V , VI ,VII族金属元素与其不发生反应,可以用来作为熔炼这此金属的坩埚.

纯Zr02是良好的绝缘体,由于其明显的高温离子导电特性,可作为2000℃使用的发热元件,高温电极材料,还可用作产生紫外线的灯.

此外利用稳定Zr02的氧离子传导特性,可制成氧气传感器,进行氧浓度的测量.

2. 2. 2部分稳定Zr02陶瓷

部分稳定Zr02陶瓷由t c双相组织组成,具有非常高的强度,断裂韧性和抗热冲击性能,被称为“陶瓷钢”.同时其热传导系数小,隔热效果好,而热膨胀系数又比较大,比较容易与金属部件匹配,在日前所研制的陶瓷发动机中用于气缸内壁、活塞、缸盖板部件.

部分稳定Zr02陶瓷还可作为采矿和矿物工业的无润滑轴承,喷砂设备的喷嘴,粉末冶金上业所用的部件,制药用的冲压模等.

另外,部分稳定Zr02陶瓷还可用作各种高韧性,高强度工业与医用器械.如纺织工业落筒机用剪刀、羊毛剪,磁带生产中的剪刀,微电子工业用工具,此外由于其不与生物体发生反应,也可用作生物陶瓷材料.

2.3 MgO陶瓷

MgO陶瓷的主晶相为MgO,属立方晶系氯化钠结构,熔点2800℃,理论密度3.58 g/cm2,在高温下比体积电阻高,介质损耗低,介电系数为9.12具有良好的电绝缘性,属于弱碱性物质.MgO对碱性金属熔渣有较强的抗侵蚀能力,与镁、镍、铀钍、铝、钼等不起作用,可用于制备熔炼金属的坩锅、浇注金属的模子,高温热电偶的保护管,高温炉的炉衬材料等.

3氮化物陶瓷

氮化物包括非金属和金属元素氮化物,他们是高熔点物质.氮化物陶瓷的种类很多,但都不是天然矿物,而是人工合成的.日前工业上应用较多的氮化物陶瓷有氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化钛(TiN)等.

3. 1氮化硅(Si3N4)陶瓷

Si3N4陶瓷材料的热膨胀系数小,因此具有较好的抗热震性能在陶瓷材料中,Si3N4的弯曲强度比较高,硬度也很高,同时具有自润滑性,摩擦系数小,与加油的金属表明相似,作为机械耐磨材料使用具有较大的潜力Si3N4陶瓷材料的常温电阻率比较高,可以作为较好的绝缘材料Si3N4陶瓷耐氢氟酸以外的所有无机酸和某些碱液的腐蚀,也不被铅、锡、银、黄铜、镍等熔融金属合金所浸润与腐蚀高温氧化时材料表面形成的氧化硅膜可以阻碍进一步氧化,抗执化温度达1800℃.

Si3N4陶瓷可用作热机材料、切削工具、高级耐火材料,还可用作抗腐蚀、耐磨损的密封部件等.

3. 2氮化铝(AlN)陶瓷

AIN属于共价键化合物,六方晶系,纤维锌矿型结构,白色或灰白色,密度3.26g/cm2,无熔点,在2200℃- 2250℃升华分解,热硬度很高,即使在分解温度前也不软化变形.具有优异的抗热震性.AlN对Al和其它熔融金属、砷化稼等具有良好的耐蚀性,尤其对熔融Al液具有极好的耐侵蚀性,此外,还具有优良的电绝缘性和介电性质但AlN的高温抗氧化性差,在大气中易吸潮、水解.

AlN可以用作熔融金属用坩锅、热电偶保护管、真空蒸镀用容器,也可用作真空中蒸镀金的容器、耐热砖等,特别适用于作为2000℃左右氧化性电炉的炉衬材料AlN的导热率是A1203的2-3倍,热压时强度比Al203还高可用于高强度、高导热的场合,例如大规模集成电路的基板等.

刚玉是陶瓷，但氧化铝陶瓷不一定是刚玉。

α- Al2O3是刚玉。是一种氧化铝的结构。只有氧化铝的纯度达到80%以上的陶瓷才能叫做刚玉瓷。

只要含氧化铝的陶瓷大于50%都可以是氧化铝陶瓷，氧化铝从50%到100%都可以。

刚玉陶瓷

1.硬度高：板状刚玉的硬度非常高，可以达到9.0级以上，是目前已知的硬度仅次于金刚石的自然物质之一。

2.韧性强：虽然硬度高，但板状刚玉的韧性也非常好，抗折强度可以达到600MPa以上。

3.耐磨性好：板状刚玉的耐磨性也非常好，可以耐受高速、高温、高压、高腐蚀等极端环境下的磨损。

4.化学稳定性高：板状刚玉具有较高的化学稳定性，可以抵抗大多数酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。

5.导热性能好：板状刚玉的导热性能也很好，热导率可以达到30W/m·K以上，适用于高温高压下的热传导要求。

综上所述，板状刚玉具有硬度高、韧性强、耐磨性好、化学稳定性高、导热性能好等特点，被广泛应用于陶瓷、电子、光电等领域。