成中形成液相的添加剂,这类添加剂的化学成份主要有氧化钙、氧化镁、氧化硅、氧化钡
等,它们能与其它成份在烧成过程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成温
度低,因而大大地降低了氧化铝瓷的烧结温度。当有相当量的液相出现,固体颗粒在液体
中有一定的熔解度及固相颗粒能被液相润湿时,其促进烧结作用也更显著。其作用机理在
于液相对固相表面的润湿力及表面张力,两者使得固相颗粒靠近并填充气孔。
氧化铝陶瓷液相烧结的常见组成体系如下
(a)CaO-Al2O3-SiO2体系
从 CaO-Al2O3-SiO2 体系相图可知,与 α-Al2O3 处于平衡的矿物有三个:莫来石(简
称 A3S2)、钙长石(,简称 CAS2)和具有 β-Al2O3 晶体结构的751铝酸钙(简称 CA6)。该系
统中的氧化铝陶瓷组成点可以处于三角形 CA6-CAS2-A3S2 内,这取决于瓷料组成的
SiO2/CaO 比值,若瓷料的 SiO2/CaO<2.16,即分子比< 2,则组成点显然处于
CA6-CAS2-A12O3 三角形内;若瓷料的 SiO2/CaO 比值>2.16,则组成点处于
A3S2-CAS2-A12O3 三角形内。当 SiO2/Ca0 比值为 1.56,在加热过程中,当温度达到
1495℃时,该三元系统氧化铝陶瓷开始出现液相,并呈现出CA6+ CAS2 Al2O3+ L(液
相)的平衡关系,使液相量逐渐增多。
(b) MgO-A12O3-SiO2体系
MgO-A12O3-SiO2体系中与α-A12O3处于平衡的矿物只有两个:莫来石(简称A3S2)
和尖晶石(简称MA)。 在加热过程该三元系出现液相, 相平衡关系为MA + A3S2 A12O3 + L(液相)。
(c) CaO-MgO-A12O3-SiO2体系
一般认为在CaO-MgO-A12O3-SiO2 四元系内, A12O3瓷料煅烧后的平衡物相组成为
MA,CAS2,CA6 和 α-A12O3 (SiO2/CaO 比<2.16 时),或 MA,CAS2,A3S2 和
α-A12O3(SiO2/CaO> 2.16时)。研究表明,在 CaO-MgO-A12O3-SiO2体系中,为了使瓷
料具有较低的烧成温度,SiO2/CaO 比值应处于 1.6~0.6 的范围内。另外,应控制
MgO含量不超过熔剂氧化物(CaO+MgO+SiO2)总量的1/3。 对于上述三个体系进行比较,
在 A12O3 含量相当时,MgO-A12O3-SiO2 体系优点是抗酸性好,结构中晶粒细小,但是
烧结温度往往比CaO-Al2O3-SiO2体系烧结温度高, CaO-MgO-A12O3-SiO2体系配方具有
烧成温度低、晶粒较小、纤文结构较致密、抗酸碱腐蚀的能力强等优点,是一种比较理想的配方体系。
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