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  • 新聞動態

    MgO在先進陶瓷的制備生產中有哪些作用?

    氧化鎂是一種相當常見的堿性氧化物,是生產氫氧化鎂和金屬鎂的主要原料。在陶瓷材料運用中,由于氧化鎂的熔點高達2800℃,具有一些特殊優異的性能,因此在先進陶瓷領域內也相當吃香,既可直接燒結成氧化鎂陶瓷,也可作為添加劑使用。

    那么作為先進陶瓷的制備生產中一種常見的添加劑,氧化鎂的作用是什么?在燒結過程中,它會帶給陶瓷那些變化?下面我們通過幾個案例了解一下。

    MgO對氧化鋁陶瓷的影響

     MgO對氧化鋁陶瓷燒結溫度及致密化的影響

    首先氧化鎂作為常見的燒結助劑,是能夠有效的降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度的。以高純a-Al2O3粉體為原料,MgO為燒結助劑,采用放電等離子燒結技術(SPS)制備氧化鋁陶瓷。添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度,抑制晶粒長大,提高致密度,0.25%(質量分數)是MgO的添加量。

    ● MgO對氧化鋁陶瓷力學性能和晶粒生長方面的影響

    采用氧化鋁粉為原料、MgO為添加劑、兩步燒結工藝制備氧化鋁陶瓷。隨著MgO添加量的提高,氧化鋁陶瓷燒結樣品的相對密度、抗彎強度與硬度呈先上升后略微下降的趨勢。當MgO含量低于固溶極限時,Mg加快了晶界擴散,對晶粒有一定的細化作用,致密度與力學性能較好;當MgO含量超過固溶極限時,雖然對晶粒細化作用增強,但在晶界形成的鎂鋁尖晶石會使氣孔排出受阻。

    在晶粒生長方面,隨著MgO添加量的提高,樣品的晶粒大小和均勻性呈先上升后略微下降的趨勢。當MgO含量在0.25%時,平均粒徑小,晶粒分布也較集中,性能佳;當MgO含量在0.5%時,晶粒更細小,晶粒分布更均勻,大的晶粒尺寸也只有2.2μm,但是致密度差。

    ● MgO對氧化鋁透明陶瓷光學性能的影響

    MgO對氧化鋁透明陶瓷的力學性能及致密性的影響規律類似于普通氧化鋁陶瓷,合適的MgO添加量均對其力學性能、致密性、抑制晶粒生長有著積極作用。

    陶瓷用氧化鋅

    而在透明氧化鋁陶瓷的光學性能方面,當MgO的摻雜量較低時,透明陶瓷的光透過率比較高,這是由于適量的MgO可以抑制晶界的快速移動,使得氣孔排出比較完全,陶瓷更加致密,透過率較高。

    但隨著摻雜量的增加,MgO含量超過在Al2O3中的固溶度后,會局部形成第二相,形成光的散射中心,造成透明陶瓷透過率的下降。

    MgO摻雜對氧化鋅線性陶瓷的影響

    工業制造中的ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化范圍大,通流密度大,非線性系數低,電阻溫度系數小的優點,廣泛應用于電力-電子、交通、通信及家用電器等方面。但傳統的ZnO復合陶瓷仍存在許多問題,如結構均勻性差、工業生產重復率低、穩定性差、理論研究不充分等。

    MgO的添加有助于改善ZnO陶瓷電阻的阻溫系數,適量的MgO可促進燒結,提高陶瓷的致密度,但過量添加反而會使陶瓷致密度下降。

    MgO對鐵電陶瓷的影響

    ● MgO對鈦酸鍶鋇陶瓷的結構和性能的影響

    鈦酸鍶鋇(BST)鐵電陶瓷材料以它的高可調性和低介電損耗在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調器件有非常好的應用前景。由于目前的各種鐵電材料均存在某些方面的不足,通過各種手段提高其綜合性能,成為鈦酸鍶鋇材料實現大規模應用必須解決的關鍵問題。

    除了用稀土元素離子進行A位摻雜取代,MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數和介電損耗。

    ● MgO對BaTiO3基陶瓷性能的影響

    采用均勻沉淀法將MgO均勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體表面,能有效抑制晶粒長大,從而獲得晶粒均勻的陶瓷,此細晶效應是由于晶界區MgO的抑制作用;MgO有助于形成“殼一芯”結構晶粒,降低并展寬BaTiO3基陶瓷的ε峰,增加電阻率和擊穿電壓強度。

    工業用氧化鋅


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