先进结构陶瓷中氧化物陶瓷的介绍

氧化物陶瓷主要包括氧化铝陶瓷，氧化锆陶瓷及氧化铍陶瓷等，下面来详细介绍下！

①氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷是一种以口-A12 03为主晶相的陶瓷材料。其中A12 03含量一般在75%～99. 9%之间。通常以配料中的Al2 03含量来分类。含量在75%左右为“75”瓷，含量在85%的为“85”瓷，含量在95%的为“95”瓷，含量在99%的为“99”瓷。氧化铝主要有d、B、y三种晶型，B-Al2 03是一种含有碱土金属或碱金属的铝酸盐，六方晶格（a=0. 56nm，c=2.25nm）,密度 3.3～3.63g/cm:3，1400--l500℃开始分解，1600℃转变为d-A12 03，；r-Al2 O3属尖晶石型（立方）结构，氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中，它的密度较小，为3.42～3.47g/cm，高温下不稳定,机电性能差，很少单独制成材料使用，在1500℃可转化为a-Al2()3；几种晶型中．d-Al2()3最稳定，为高温形态．它的稳定温度高达熔点，密度3. 96～4.Olg/cms，属六方晶系，刚玉结构，“一 0.476nm，c=1.299nm。在自然界中以天然刚王、红宝石、蓝宝行等矿物存在，a -A12 03结构最紧密，活性低，高温稳定。电学性质最好，具有优良的机电性能，莫氏硬度为9。氧化铝瓷具有高机械强度、高体积电阻率、良好的电绝缘性 能、高强度、耐磨损、抗氧化等一系列特性，被广泛用作结构部件和功能装置瓷件，如机械、化T领域使用的耐磨耐腐蚀构件；坩埚、保护管、冶金T业中使用的耐火材料；基板、绝缘子、雷达天线罩、微波电毹质等电子工业用瓷件。氧化铝陶瓷是研究较早、应用广泛且校成熟的先进陶瓷之一。

②氧化锆陶瓷

氧化锆陶瓷是新近发展起来的仅次于氧化铝陶瓷的一种很重要的结构陶瓷。氧化锆有三种品型。常温下是单斜晶型，密度5. 65g/cm3，加热到1170℃左右变为四方晶型．密度6.lg/cm3，加热到2370。C左右转变为立方晶型．密度6. 27g／cm3，至2700℃左右熔融。上述变化是可逆转变。单斜晶型 与四方品型之间的转变伴随有7%左右的体积变化。加热时南单斜Zr()p，转变为四方Zr0 2，体积收缩，冷却时由四方ZrO z转变为单斜Zr()2，体积膨胀。但这种收缩与膨胀并不发牛在同一温度，前者约在1200℃．后者约在1000℃，伴随着晶型转变，有热效应产生。氧化锆具有熔点、硬度、强度和韧性高，比热容和热导率低，可形成氧空位缺陷固溶体等特点．被广泛用作结构陶瓷和功能陶 瓷，如刀具、机械部件、高级耐火材料、高温阴离子导体、氧传感器等。但氧化锆陶瓷的一大缺点是高温下其强度和韧性严重衰减，使其在高温条件下应用受到限制。

③氧化铍陶瓷

氧化铍属六方晶系，与纤锌矿晶体结构类型相同，其结构稳定，且无晶形转变。很致密。BeO熔点高达(2570±30)℃，密度3.028g/cm3，莫氏埂度9。 Be0陶瓷有与金属相近的热导率，为A12()。的15～20倍。因此可用来作散热器件；Be0陶瓷具有好的高温电绝线性能，介电常数高，而且随着温度的升高赂有提高，介质损耗小，也随温度升高而略有升高。因此可用以制造高温比体积电阻高的绝缘材料。Be0陶瓷能抵抗碱性物质的侵蚀（除苛性碱外），可用来做熔炼稀有金属和高纯金屑铍、铂、钒等的坩埚。Be()陶瓷具有良好的核性能，对中子减速能力强，对a射线有很高的穿透力，可用来作原子反应堆中子减速剂和防辐射材料等。此外，Be0热膨胀系数不大．机械强度不高，约为口-AI2 03 的l/4，但在高温下降不大。Be0有剧毒，这是由粉尘和蒸气引起的，操作时必须注意防护，但经烧结的Bc0陶瓷是无毒的，在生产中应有安全防护措施。

④莫来石陶瓷

莫来石是Al2 03-Si02二元系统唯一稳定的化合物，熔点1800℃，其组成不确定，一般介于2Al2 03．Si02与3Al2 03．Si02之间，通常认为莫来石化学计量式为3Al2 03·2Si02。莫来石具有高温力学性能好，热导率与热胀系数及密度低，抗蠕变性好等优点，缺点是常温力学性能差，且难烧结。莫来石陶瓷在高温结构陶瓷和耐火材料领域应用广泛并显示出良好的潜力。莫来石陶瓷可以用来制造热电偶保护管、电绝缘管、高温炉衬，还可用于制造多晶莫来石纤维，高频装置瓷的零件，如高频高压绝缘子、线圈骨架、电容器外 壳、高压开关、套管及其他大型装置器件。此外．由于它具有表面的微细结构，也可用作碳膜电阻的基体等。通过与其他陶瓷复合是提高其常温力学性能和扩大应用范围的主要途径之一。