氧化铝陶瓷生产工艺简介

氧化铝陶瓷因其优异的性能现已广泛应用于国民经济的许多行业中。氧化铝陶瓷是以煅烧氧化铝为主原料制作的陶瓷产品的统称，因氧化铝的含量不同分为75瓷、85瓷、90瓷、95瓷、97瓷和99瓷等。其主原料煅烧氧化铝主要是由工业氧化铝、氢氧化铝或勃姆石等在1300-1500℃下煅烧而成。氧化铝陶瓷的原料处理方式主要有干法和湿法两种，干法主要是利用滚筒球磨机干法研磨，湿法主要是经过滚筒球磨机、搅拌磨和砂磨机等湿法研磨。

氧化铝陶瓷的成型方法主要有注浆、热压铸、轧膜、干压、等静压、流延、注射和凝胶注模等，成型方法不同对应的工艺不同，热压铸、轧膜的原料处理方式主要是干法研磨，注浆、干压和等静压的原料处理方式主要是湿法研磨。热压铸、轧膜和凝胶注模等成型方法在处理好的粉料里还要混入有机物，干压和等静压的粉料经湿法研磨后还要进行造粒处理，现在的造粒设备主要有压力式喷雾干燥塔和离心式喷雾干燥塔。不同的成型方法使用的模具也不一样，注浆法使用的是石膏模具，热压铸法和干压法使用的模具是金属材质，等静压成型主要是使用橡胶模具。上述各种成型方法，成型原理和过程不同，因此特点也不同，各自均有优缺点。陶瓷成型方法的选择，应当根据制品的性能要求、形状、尺寸、产量和经济效益等综合确定。注浆成型采用廉价的石膏模具，设备简单、成本低，适合于复杂形状的陶瓷零部件及大尺寸陶瓷制品的制造。干压成型可成型形状复杂的陶瓷制品，尺寸精度高，几乎不需要后续加工，是制作异形陶瓷制品的主要成型工艺；特别适宜于各种截面厚度较小的陶瓷制品制备，如陶瓷密封环、陶瓷水阀片、陶瓷衬板、陶瓷内衬等。流延成型可制作厚膜和薄膜电路用Al2O3基片、压电陶瓷膜片、结构陶瓷薄片、混合集成电路基片等。陶瓷注射成型技术对尺寸精度高、形状复杂的陶瓷制品的大批量生产最有优势。目前，注射成型已广泛用于各种陶瓷粉料和各种工程陶瓷制品的成型。通过该工艺制备的各种精密陶瓷零部件，已用于航空、汽车、机械、能源、光通讯、生命医学等领域。大型薄壁、高精度、高性能的氧化铝陶瓷天线罩及大型壁厚、形状复杂、带伞棱的氧化铝陶瓷高频端子绝缘瓷套采用湿式等静压技术；95%氧化铝陶瓷真空开关灭弧室“管壳”系列产品、氧化铝和氧化锆陶瓷柱塞以及石油钻探用大尺寸氧化锆陶瓷缸套等采用等静压技术；高压钠灯用透明氧化铝陶瓷管、氧化铝火花塞普遍使用干袋式等静压技术。凝胶注模可实现近净尺寸成型，可制备出大尺寸和复杂形状及壁厚的部件，模具可选用多种材料；成型周期短，湿坯和干坯强度高，明显优于传统成型工艺所制的坯体，可进行机械加工。

成型好的坯体经过干燥或脱脂后装入窑炉进行烧结。根据氧化铝含量的不同制定相应的烧结制度，理论上氧化铝含量越高需要的烧结温度越高。烧结的设备主要有推板窑、隧道窑、辊道窑、梭式窑和钟罩窑等。烧好的氧化铝陶瓷产品经过清洗和拣选后，对尺寸公差和表面粗糙度要求不高的，就可以直接包装，对上述两个指标要求高的，还要进行研磨抛光。