新闻中心

秉持着坚持品质、责任、精新、执着的理念,致力成为您满意的合作伙伴

您当前所在的位置:首页 > 新闻中心

行业动态
news
航空航天领域的 “材料狠角色”:氧化铝陶瓷棒 2025-10-11

  当航天器以数千米每秒的速度穿越大气层,表面温度飙升至 1800℃以上;当航空发动机在高温高压下持续运转,核心部件要扛住极端环境的 “双重考验”—— 能在这些场景里 “站稳脚跟” 的材料,必然得有过人之处。今天咱们就来聊聊航空航天领域的 “隐形功臣”:氧化铝陶瓷棒,看看它到底凭哪些优势,成了工程师们的 “心头好”。  先说说航空航天头疼的 “高温难题”。不管是航天器再入大气层时的 “热障”,还是航空发动机燃烧室的高温燃气环境,普通金属材料往往扛不住 —— 比如常用的钛合金,在 600℃左右就会出现软化,更别提上千度的极端温度。但氧化铝陶瓷棒不一样,它的耐高温性能堪称 “硬核”:常温下就能承受 1700℃以上的高温,即便在持续高温环境中,也不会出现变形、融化的情况。就拿某型国产航空发动机的点火系统来说,点火装置需要在 800-1200℃的燃气环境中工作,之前用的金属部件经常因高温老化失效,换成氧化铝陶瓷棒后,不仅能稳定扛住高温,使用寿命还直接延长了 3 倍以上,大大降低了发动机的维护频率。  再看航空航天领域的 “减重刚需”。对航天器来说,每减轻 1 公斤重量,就能减少数万元的发射成本;对飞机而言,轻量化更是提升燃油效率、增加航程的关键。氧化铝陶瓷棒在这一点上堪称 “性价比王者”:它的密度只有 3.8g/cm³,比钛合金(约 4.5g/cm³)轻 15%,比不锈钢(约 7.9g/cm³)轻一半还多。但轻量化的同时,它的强度却没 “打折”—— 抗弯强度可达 300MPa 以上,远超普通陶瓷,甚至能和部分金属材料掰手腕。我国某款低轨通信卫星的姿态控制系统里,就用氧化铝陶瓷棒替代了传统金属传动杆,不仅让部件重量减轻了 20%,还因为陶瓷材料的低摩擦特性,让卫星姿态调整的精度提升了 15%,连工程师都夸 “既轻又稳”。  还有个容易被忽视但超关键的优势:耐腐蚀、抗辐射。太空环境里有高能粒子辐射,航天器用的肼类推进剂还有强腐蚀性;飞机发动机里的燃油、润滑油也会对部件产生化学侵蚀。普通金属在这些环境下容易生锈、老化,可氧化铝陶瓷棒的化学性质极其稳定 —— 它不会和推进剂、燃油发生反应,也不怕太空辐射的 “轰击”。比如在航天器的燃料输送管道内衬中,氧化铝陶瓷棒能直接接触肼类燃料,长期使用后内壁依然光滑无腐蚀,而之前用的金属内衬,不到半年就会出现腐蚀斑点,需要频繁更换。这种 “耐造” 的特性,对需要长期在恶劣环境下工作的航空航天设备来说,简直是 “保命技能”。  不得不提它的 “绝缘天赋”。航空航天设备里满是精密电子元件,比如导航系统、通信模块,这些部件对绝缘性能要求极高 —— 一旦出现漏电,可能直接导致设备故障。氧化铝陶瓷棒的体积电阻率高达 10¹⁴-10¹⁶Ω・cm,绝缘性能远超塑料、橡胶,而且即便在高温、高湿度环境下,绝缘性也不会下降。在某款舰载预警机的雷达系统中,工程师就用氧化铝陶瓷棒做了电子元件的支撑结构,既能扛住飞机起降时的震动,又能保障雷达信号不被干扰,让预警机在复杂海况下也能稳定 “侦查”。  其实这些年,随着航空航天技术向深空探测、高超音速飞行突破,氧化铝陶瓷棒还在不断 “升级”—— 比如加入特殊添加剂提升韧性,或者通过精密加工做成更复杂的形状。未来不管是载人登月飞船的核心部件,还是高超音速导弹的制导系统,大概率都能看到它的身影。  大家平时可能很少关注这些 “藏在设备里” 的材料,但正是这些看似普通的陶瓷棒,默默撑起了航空航天事业的 “安全防线”。

news
氮化铝陶瓷的金属化工艺研究进展 2025-10-11

  01.引言  氮化铝(AlN)陶瓷是近年来电子工业中一种十分热门的材料,氮化铝(AlN)的晶格结构是由铝原子和氮原子交替排列形成的,这种共价键的结构使得氮化铝具有优异的热电性能、导热性能和机械性能,适用于各种高温、高频和高功率应用。近些年来氮化铝陶瓷基板因其优异的热电性能被广泛应用于航空电子领域。  氮化铝陶瓷在综合性能上表现出更加优异的特点,具有以下显著优势:高导热率(比氧化铝陶瓷高5-10倍)、出色的电绝缘性能、与硅的热膨胀系数相近、较高的机械强度、优异的热稳定性和无毒等一系列优良特性。此外,在极端温度环境下,氮化铝陶瓷表现出的抗热冲击性能,适用于各种恶劣的高温工作环境,并且与氧化铍陶瓷相比,氮化铝粉体不具有毒性。因此氮化铝陶瓷被视为新一代大功率电子器件封装的理想材料[1-3],并有逐步取代剧毒氧化铍陶瓷和低性能氧化铝陶瓷的强劲趋势[1]。  AlN合成始于1862年,当时曾作为一种固氮剂使用,20世纪50年代出现了AlN陶瓷材料,70年代中后期,制备出致密的AlN陶瓷,90年代初,出现了高质量的AlN封装基片[4-5]。  为了封装结构的密封,元器件搭载及输入、输出端子的连接等目的,AlN陶瓷基板表面及内部均需金属化,AlN陶瓷的金属化也是AlN陶瓷应用研究的一项重要课题。  02.常见金属化工艺及研究进展  目前已经开发出的AlN陶瓷金属化方法主要有:薄膜金属化(如Ti/Pt/Au)、厚膜金属化(低温金属化、高温金属化)、化学镀金属化(如Ni)、直接覆铜法(DBC)等[1]。  2.1 薄膜金属化[6]  薄膜金属化是利用真空蒸镀、溅射法等气相沉积方法将金属材料气化并附着在陶瓷表面形成一层金属薄膜,再经过掩膜、刻蚀等流程形成金属化电路图案的工艺。  理论上,该工艺可以通过蒸镀或溅射的方式在各种材料的基板上形成微米级的均匀金属薄膜。但由于陶瓷与金属铜之间的热膨胀系数存在较大差异,直接在氮化铝陶瓷上覆铜会使金属层与陶瓷层存在较大的应力,影响镀层与陶瓷的粘结强度与基板的热循环稳定性。因此,近年来多层沉积方法逐渐流行,第 一层一般是Ti层,第二层选择Cu、Ag、Au等金属,当位错在单层中的滑移与相互作用由于较大的内应力转移到另一层时,金属层内的内应力也会得到释放。  薄膜金属化质量高,粘结强度大,镀层均匀,图形加工精细,但这种方法只能加工很薄的金属层,并且制备工艺相对复杂,包括表面处理、金属沉积和后续处理等多个步骤,需要严格控制工艺参数,导致生产制造成本较高,严重制约了其发展。  2.2 厚膜金属化  厚膜金属化法,是在陶瓷基板上通过丝网印刷形成封接用金属层、导体(电路布线)及电阻等,经烧结形成钎焊金属层、电路及引线接点等。厚膜浆料一般由粒度为1.5μm的金属粉末,添加百分之几的粘结剂,再加有机载体(包括有机溶剂、增稠剂和表面活性剂等),经球磨混炼而成。厚膜金属化的步骤一般包括:图案设计和原图、浆料的制备、丝网印刷、干燥与烧结[11-12]。  厚膜金属化利用丝网印刷的原理如图所示,首先,在氮化铝陶瓷基片附着上封装所需的金属层或电阻等电子元件。紧接着,金属层与电阻等电子元件经过高温烧结加工粘结在陶瓷基片表面,实现了各部分的牢固连接。这种工艺在电子器件封装和电路布线中具有广泛的应用。导电浆料是影响厚膜金属化质量的关键,其成分主要由金属粉末(1~5μm)玻璃、粘结剂、有机载体球磨混合组成[9]。  厚膜金属化方法适用的陶瓷种类众多,工艺简单[10]。受限于丝网尺寸以及导电浆料,难以加工60μm以下线宽的导线,金属层电学性能与粘结性能较差,只适用于功率和尺寸要求较低的电子器件,氮化铝厚膜金属化所需的导电浆料仍然比较缺乏,市面上成熟的浆料配方并不适用,否则界面会出现起泡。  2.3 直接覆铜法(DBC)  直接覆铜法指通过热压或高温压合将铜箔直接键合在氮化铝基板表面的金属化技术。直接覆铜法技术首先由Sun和Burgess于1975年开发。该方法被应用于氧化铝陶瓷的金属化,随着氮化铝陶瓷的出现推广,该工艺逐渐应用到氮化铝陶瓷的金属化。  由于氮化铝陶瓷的共价键较强,润湿性较差,该工艺的关键步骤就是引入氧元素在氮化铝表面形成Al2O3薄层,因此粘结强度与氧化温度和氧化时间密切相关。氮化铝陶瓷直接覆铜法基本步骤是将铜箔放在氮化铝基片表面,并在界面增加适量的O元素,将样品置于1070℃左右的惰性气体环境进行中高温熔炼如图所示,在此过程中,铜箔的一侧将形成一种Cu-O共晶熔体,使其能够润湿Cu与Al2O3陶瓷。随后反应得到中间相(CuAlO2或CuAl2O4)从而实现陶瓷基板和铜箔的化学冶金结合[7-8]。  直接覆铜法制备的AlN陶瓷基板具备优异的绝缘性、高散热速率和较高的硬度等优点,能够承载较大电流,是主流的金属化方法之一,广泛应用于大功率LED封装领域。但这种金属化方法也存在一定的不足:需要通过高温预氧化陶瓷基片和金属层表面,基板的粘结强度与对氧化层的厚度比较敏感,可能会因过厚的氧化层与陶瓷基片间的热膨胀差异而导致微裂纹的产生,粘结强度也会因氧化层厚度的降低而减少。该工艺对加工设备的要求和加工工艺较高,这将提高加工成本[3]。  2.4 直接镀Cu金属化法(DPC)[12-14]  DPC是在陶瓷表面注入种子层再通过电镀使铜层达到一定厚度,种子层的注入是利用物理气相沉积(磁控溅射与真空蒸镀等)方法在陶瓷表面沉积一层金属层。物理气相沉积属于低温工艺(300℃以下),完全避免了高温对材料或结构的不利影响,也降低了制造工艺成本,但是此时制备的基板也有不足,例如,载流能力差,通常在几至几十安培。  金属薄膜与陶瓷的结合力决定了陶瓷基板的实用性与可靠性,结合力则受到范德华力和化学键力等影响,其中,化学键力为主要因素。因此,选用铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)和铜(Cu)等一些活性较高、有一定扩散率的金属作为过渡层可以达到较好的附着性能。从导电性能考虑,应选择铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)等低电阻率的金属;从焊接性能的要求来考虑,应使用镍(Ni)和铜(Cu)等高温稳定的金属。  DPC有以下特点:工艺操作温度低,一般在300℃以下,有效避免了高温对材料的不利影响;电镀沉积Cu层的厚度有限;镀液对环境污染大;金属层与陶瓷层的结合强度相对低,导致基板的可靠性较低。  2.5 氮化铝激光活化  氮化铝激光活化是指利用合适能量的激光的高温分解氮化铝陶瓷,从而在氮化铝陶瓷基片表面析出铝层的一种金属化方法。激光活化后可经过镀铜等增厚方法增加金属层厚度。该方法可以直接在氮化铝陶瓷表面画出金属线路,并且通过该方法直接加工出的金属线路无需二次处理,所以在氮化铝陶瓷基板的生产中得到了广泛使用。  03.结语  AlN陶瓷的金属化方法上面提到许多,包括薄膜金属化、厚膜金属化、化学镀金属化、直接覆铜法及激光金属化等。每种金属化方法都有其各自的优缺点,薄膜金属化方法加工的金属层质量较高、均匀性良好,但是该工艺受限于高成本的缺点难以大批量加工;厚膜金属化工艺较为简单适用于小批量生产,但是金属层与氮化铝陶瓷表面的粘合强度较低;直接覆铜法的金属层导热性能与机械强度较好,粘结强度较高、适用于大批量生产,但是加工条件较难控制[3];激光金属化具有工艺步骤少、成本低、效率高、设备维护简单等诸多优点,但是,激光金属化也同样面临着许多问题,如:金属化层表面生成团聚物并呈多孔性,金属化层的附着性差和金属厚度不均等[15]。  针对这些问题,许多学者进行了相关研究并提出了解决的办法,如就激光金属化的问题,选用不同种类的激光器,选用平顶光束来改善能量分布以及改变实验的气体氛围,通过这些方法,激光金属化的效果得到了明显的改善[15]。因此,随着研究的深入,AlN陶瓷金属化的问题有望逐一得到解决,相关技术在生产实践中的应用也会越来越广泛。

news
2025上半年铝产业链市场回顾及下半年预判 2025-09-30

  铝行业作为国家战略级基础产业,其核心产品氧化铝与原铝是支撑国民经济的关键原材料,广泛渗透于机电制造、电力能源、航空航天、船舶汽车、包装建筑、交通运输及日用消费等众多领域。我国作为全球铝产业的领军者,既是大生产国也是核心消费市场,铝行业在国民经济体系中占据着不可替代的支柱地位。  01相关政策  2025年上半年,国家出台了《铝产业高质量发展实施方案(2025-2027年)》《关于深入推进工业和信息化绿色低碳标准化工作的实施方案》《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》《全国碳排放权交易市场覆盖钢铁、水泥、铝冶炼行业工作方案》以及《赤泥综合利用行动方案》等一系列政策文件,持续推动铝行业可持续高质量发展。其中,《铝产业高质量发展实施方案(2025-2027年)》明确提出,到2027年,铝产业链供应链韧性和安全水平明显提升:原料保障方面,力争国内铝土矿资源量增长3%-5%,再生铝产量1,500万吨以上;产业布局方面,铝加工产业集聚区建设水平进一步提升,电解铝行业能效标杆水平以上产能占比提升至30%以上,清洁能源使用比例30%以上,新增赤泥的资源综合利用率15%以上;技术创新方面,突破一批低碳冶炼、精密加工等关键技术和高端新材料,培育铝消费新增长点。  02铝土矿市场  2025年上半年,国内铝土矿供应维持稳定,海外铝土矿供应同比出现较大增长,叠加全球氧化铝价格高位回调,进口铝土矿价格下行。虽然二季度海外铝土矿价格受政策扰动有所反弹,但受制于全球市场整体供应宽松及需求增长有限,进口铝土矿价格呈现弱势震荡。来源:中铝集团  2025年上半年,中国铝土矿进口量创历史新高,进口1.03亿吨,同比增长33.6%,其中,自几内亚进口7,967万吨,同比增长41.3%,占总进口量的77.2%;自澳大利亚进口1,648万吨,同比下降7.1%,占总进口量的16.0%;其它进口国主要包括土耳其、马来西亚、圭亚那、老挝等。  下半年国内铝土矿供应预计保持稳定,进口铝土矿在需求带动下或有所攀升。在没有突发事件扰动情况下,下半年中国铝土矿进口量有望维持高位,预计进口铝土矿价格将呈现窄幅波动态势。  03氧化铝市场  2025年上半年,国内氧化铝价格呈现阶段性调整态势。年初以来,国内氧化铝行业保持高位开工水平,新增产能有序释放,供应端处于良性扩张周期,叠加库存的合理累积,市场供需关系的动态平衡推动价格进入理性回调阶段。进入5月,随着部分氧化铝企业根据市场形势优化生产节奏、阶段性调整产量,市场供应增量得到合理调控,同时几内亚矿权事件带来的原料端不确定性,为市场注入阶段性活力,国内氧化铝价格顺势迎来回升反弹,展现出市场自我调节的灵活韧性。2025年上半年国内氧化铝均价为3,495元/吨左右,较去年同期相比上涨约3%。数据来源:阿拉丁  进出口方面,上半年中国氧化铝呈现净出口格局,  消化了部分国内供应压力,累计出口氧化铝134万吨,同比增长65.7%;净出口达到107.5万吨。  2025年下半年,随着氧化铝行业成本企稳,利润逐步修复,预计供应量较上半年或小幅抬升;同期需求或有小幅增长,预计价格将回归基本面,行业整体供求关系保持稳定。  04原铝市场  2025年上半年铝价整体呈现震荡态势。1月份以来,受海外关税政策扰动,全球铝供给链不确定性增加,且下游铝加工企业需求逐步回暖,推动铝价攀升。进入4月份,美国激进关税政策扰动全球经济预期,市场恐慌和悲观情绪蔓延,对铝价形成有效压制。后续,随着全球贸易环境逐步趋稳,良好消费基础叠加市场库存持续下滑,多种因素整体带动铝价回升。2025年上半年原铝均价为20,288元/吨左右,较去年同期相比增加约3%。数据来源:长江有色金属网  生产方面,2025年上半年,国内电解铝生产总体保持稳定,产能利用率维持约98%高位。受益于槽型设备升级改造以及石墨化阴极等低碳技术的应用扩大,中国电解铝能耗进一步降低,全国平均铝液直流电耗及交流电耗同比分别下降0.4%和0.36%,行业成本竞争力持续优化,清洁能源使用比例持续提升。虽然上半年海外电解铝有部分新建产能投放,但整体规模有限,对供应影响相对较小。需求方面,上半年电网投资、光伏装机和新能源车等领域保持增长态势,继续支撑国内铝消费基本盘。  2025年下半年,全球电解铝新增产量依然有限,而消费端新能源用铝增速有望保持稳定,电解铝供应端延续偏紧格局,国内外铝锭库存或继续处于近年低位水平。若市场无突发风险事件冲击,预计下半年电解铝行业将保持稳中向好的运行态势。  05铝加工端情况  2025年上半年,铝加工端保持着一定的发展韧性,产量稳步增长,出口凭借产品竞争力在全球市场占据一定份额。“新三样”等新兴产业的崛起,对铝加工端的带动作用显著,推动着加工产品结构不断优化。在科技创新方面,全行业积极推进装备升级和智能化产线建设,通过技术创新提升生产效率和产品质量,增强了在国际市场的竞争力,在一些高端加工领域实现了突破。面对绿色低碳发展的全球趋势,铝加工企业积极响应“双碳”目标,不断提升再生原料的利用水平,加大对绿电资源的利用,推进生产流程和工艺的绿色转型,广泛推广清洁能源的使用,以适应国际绿色贸易规则,助力整个行业实现可持续发展。总体而言,铝行业加工端呈现出供需动态平衡、结构持续优化、创新与绿色协同发展的良好局面。  参考来源:中国铝业2025年半年报、南山铝业2025年半年报

news
粉粒体测量全指南:从微观物性到宏观性能 2025-09-28

  粉粒体通常是由固体物质聚集而成的集合体,其显著特征在于单个固体颗粒的尺寸极小,范围从几纳米到几厘米不等。这一特性使得颗粒能够像液体一样流动,从而便于操作;同时,也使得颗粒物质的混合、成型及复合成为可能。然而,由于颗粒的表面积相对于体积而言显著增加,虽然有利于颗粒表面反应和溶解的进行,但也可能导致颗粒相互粘结,从而丧失粉粒体的某些特性。  为了评估粉粒体的这些特性和现象,首先需要测量构成粉粒体的各个颗粒的形态特征,如尺寸和形状。接下来是评估颗粒本身的性质,包括颗粒物理性质及其表面结构。此外,还需对作为整体的粉粒体集合体的特性进行测量,这类测量可分为干燥状态下的粉粒体物理性质评估,以及颗粒分散在溶液(尤其是水溶液中)或高浓度浆料中的特性评估。  在粉粒体特性评估中,通常只需要少量样品,因此如何从待测粉粒体中采集适量的样本是一项关键技术。为此,需要专门设计的设备和相应的测量技术。  此外,评估粉粒体的爆炸性、其在空气输送等过程中的空间浓度及运动速度,也是构建粉体工艺时所需的重要信息。再者,利用超声波或气压等手段将粉粒体分散至适合测量的状态,对于颗粒尺寸和形状的测定同样至关重要。  日本同志社大学名誉教授森康维简要介绍了上述各项测量技术及其相关技术。  01  粒子直径及粒子形状的测量  用于测量粒子大小并测定颗粒所属粉体粒径分布的仪器,大致可分为两类:一类是在将颗粒分散于溶液中的状态下(湿法)进行测量的仪器;另一类则是在将颗粒分散于气流中或形成气溶胶状态(干法)下进行测量的仪器。由于颗粒通常并非完 美的球形,因此不同测量方法对“颗粒大小”的定义各不相同。  具体而言,测量仪器会根据测得的几何参数、颗粒的运动速度或光学信息,将其换算为等效的球体直径来定义颗粒粒径,这种直径被称为颗粒的“代表径”或“等效径”。此外,还有两种不同的测量方式:一种是统计相同大小颗粒的数量,另一种是测量颗粒的总质量;前者称为“基于数量”的测量方法,后者称为“基于质量(体积)”的测量方法。因此,尽管存在多种粒径分布测量方法,但如果不同方法的分布基准或代表径不一致,在比较其测量结果时需格外谨慎。代表性的粒径分布测定方法  当颗粒粒径较大且可供测量的粉体数量较多时,使用筛分法较为有效。如果在生产过程中包含筛分步骤,该方法能够直接提供与粉体质量相关的粒径分布数据。若同时需要评估颗粒形状,可借助显微镜等具备图像分析功能的设备。近年来,得益于CCD相机和计算机性能的提升,市面上出现了能够结合其他测量技术(如电检测带法、激光衍射/散射法等)的仪器,这些仪器可在测量粒径的同时评估颗粒的分散状态和形状。许多粒径分布测量方法都遵循JIS或ISO标准,这些标准详细规定了测量原理、使用注意事项以及测量结果的不确定性评估方法。在使用粒径分布测量仪器时,建议务必查阅相关标准内容。  02  粒子物理性质的测量  用于测量构成粉粒体的各个颗粒物理特性的设备中,用于评估颗粒密度的重要测量仪器堪称粉体工艺设计与运行中不可或缺的工具。然而,由于颗粒内部可能存在空洞,表面可能存在微孔,某些测量方法可能无法检测到这些结构,因此其测量结果可能与物质的实际密度存在差异。基于此,颗粒密度有时也被称作“表观密度”。需要说明的是,将粉粒体放入容器后测得的密度称为堆积密度,该密度与粉粒体的填充特性密切相关。  颗粒的物理特性包括:力学强度特性(如硬度、弹性模量、破坏强度等)、声学特性(颗粒间或颗粒与设备壁碰撞产生的声音特性,以及粉粒体层中声音的衰减特性)、光学特性(光、X射线、中子线等电磁波与颗粒的相互作用特性,具体表现为颗粒对电磁波的吸收与散射现象,以及颗粒的折射率)、磁学特性(磁滞力、磁化特性、磁各向异性)以及电学特性(介电特性、电导特性、带电特性)等。力学强度特性和光学特性有时会针对单个颗粒进行测量,但大多数物理特性都是以粉粒体整体为单位进行研究的。  在颗粒的化学特性评估方面,主要包括确定构成颗粒物质的成分、颗粒表面的官能基团,以及颗粒的结晶性和晶体结构。虽然某些化学特性也是针对单个颗粒进行研究的,但通常更倾向于将它们作为粉粒体的整体特性来进行分析。  03  粒子表面结构的测量  粉粒体的一个显著特点是具有较大的表面积,因此评估其表面积非常重要。通常,比表面积是通过测量氮分子的吸附量来计算的,但此时粒子表面组成与吸附分子之间的相互作用(即吸附强度)可能会成为影响测量结果的因素。为此,有时也会使用与氮气相比相互作用较弱的稀有气体作为吸附物质。通过将比表面积的测量结果与相应的表面结构模型相结合,可以估算出粉粒体表面的孔径分布。  在某些情况下,测量特定物质的吸附量同样十分关键。例如,水始终存在于大气中,而水的吸附特性会对粉粒体的流动状态产生显著影响。市面上已经出现了专门用于测量粉粒体在大气中吸附水分量的仪器(即水分计)。此外,还有一种测量方法:在粉粒体层表面滴加液滴,通过测量液滴的接触角或液体的渗透速度来评估其润湿性能。  04  粉粒体特性  在大气中或干燥状态下储存的粉粒体的性质,能体现其自身的特性,并且与粉粒体在各种工艺过程中的行为密切相关。例如,直接影响粉粒体堵塞现象的特性包括流动性及安息角(即粉粒体自然堆积时的倾斜角度)。填充特性(即堆积密度)同样十分重要;尤其是通过振动或敲击等方式使粉粒体发生压实后的密度(称为“敲击堆积密度”),也与堵塞现象密切相关。  此外,测量粉粒体的剪切强度特性及粘附力也很重要,因为这些参数有助于了解在粉粒体堆积状态下需要施加多大的力才能使其发生崩塌。此外,粉粒体对设备或容器壁的摩擦特性及磨损特性同样需要了解,这对于选择设备材料及确保使用安全性至关重要。  05  粒子悬浮液特性与浆料特性  当颗粒分散在溶液中时,这种状态被称为颗粒悬浮液;当颗粒浓度较高时,则被称为浆料。表征这种状态下粉粒体特性的一个典型参数是ζ电位(Zeta Potential)。ζ电位被用作判断颗粒能否在溶液中保持分散状态,或者是否会发生凝聚或分层现象(从而将高浓度悬浮液与低浓度悬浮液分离开的指标)。许多ζ电位测量仪器既可以用于湿法颗粒粒径分布的测定,也可以在同一设备上进行相关测量。此外,还配备了利用离心力等手段来快速、直接评估颗粒凝聚与分散特性的测量仪器。  浆料的粘度和弹性(即流变特性)对于了解其动态行为至关重要。  06  采样与缩分  在粉粒体测量中,所需的粉粒体量通常与实际存在的粉粒体总量相比微不足道,因此必须确保所采集的粉粒体能够真实代表整体情况。这种采集操作被称为“采样”。建议从流动状态的粉粒体中进行采样,因为从堆积状态的粉粒体中获取代表性样本会较为困难——当具有粒径分布的粉粒体被放入容器中并发生堆积时,容易产生颗粒偏析现象。也就是说,对于发生颗粒偏析的堆积物,需要从多个不同位置采集粉粒体并混合后作为代表性样本,但很难确认这种混合样本是否满足代表性样本的要求。  如果获得的代表性样本量超过了测量所需的量,就需要从中分出所需的量。这一操作称为“缩分”,常用的方法有圆锥四分法,或者使用二分器、旋转缩分器等设备。在此过程中,同样需要注意避免颗粒偏析的发生,以确保获得准确的测量样本。  对于分散在空气中的气溶胶颗粒,通常会使用能够实现等速抽吸的装置进行采样,以获得具有代表性的样本。  07  其他  如果在对粉粒体进行粒径测量时其仍处于凝聚状态,那么将无法获得准确的结果。因此,通常会使用一种称为“分散机”的设备对粉粒体进行预处理,以使其分散开来。在湿法粒径测量中,除了使用分散剂(表面活性剂)外,利用超声波分散机或超声波均质机进行分散处理效果显著。  而对于干法分散而言,很难实现完全均匀的状态,因此更适宜在能够再现粉体在加工过程中实际状态的情况下进行粒径测量,此时多采用在线测量仪器。这类仪器有时也被用于检测粉粒体在空气输送过程中的浓度及移动速度。  此外,还存在着专门用于检测粉粒体爆炸性的仪器。当粉粒体的粒径小于500微米时,它们可能因火花或静电等因素而引发燃烧或爆炸。不仅镁粉、铝粉、煤炭等物质会爆炸,小麦粉等谷物类、糖粉以及软木粉也同样具有爆炸性。用于研究这些物质爆炸条件的试验装置属于粉体特性评估设备,为粉体加工过程中的防火与防爆措施提供了不可或缺的信息。

news
4年后,氧化铝基板需求量将达到39.98亿片! 2025-09-28

  一性能好,产量高,前途亮眼的它  氧化铝陶瓷是一种高性能陶瓷材料,由于其优异的物理、化学性质,在高温、高强度、高耐磨、高绝缘等苛刻环境下得到广泛应用。其发展历史可以追溯到19世纪末。氧化铝陶瓷由于其高强度和刚度,是受欢迎的氧化物陶瓷之一。同时氧化铝陶瓷由于其通用的机械、电气和光学性能,用于许多现代工业领域。  氧化铝陶瓷硬度大,洛氏硬度在HRA80-90。氧化铝陶瓷的耐磨性能是相当于锰钢的266倍、高铬铸铁的171.5倍,在同等的工况下它可至少延长设备使用寿命十倍。氧化铝陶瓷材料的密度为3.7~3.95 g/cm³,仅仅是钢铁的一半,可以大大减轻设备负荷。同时还具有导热系数高、电阻率和热稳定性好、介电常数小等优点,是新一代微电子器件和系统的材料。来源:潮州三环集团  陶瓷基板行业是一个快速发展的新兴行业。得益于下游电子元器件、光伏、储能、电动汽车、半导体、机械制造等众多市场需求的增加,全球陶瓷基板行业市场规模不断扩大。根据Maxmize Market Research 的报告,到了2021年,全球陶瓷基板市场规模已达到65.9亿美元,并预计到2029年,市场规模将达到109.6亿美元,年均增长率约为6.57%。  近年来,氧化铝陶瓷基板下游应用领域与需求量不断扩展,市场规模呈持续增长趋势。从产量来看,我国氧化铝陶瓷基板产量从2011年的4.07亿片增长到2022年的14.95亿片。2024年,我国氧化铝陶瓷基板产量增长至19.87亿片,需求量增长至16.39亿片,市场规模增长至10.97亿元。预计至2029年,我国氧化铝陶瓷基板产量将增长至46.08亿片,年均复合增长率达17.45%。从需求量来看,我国氧化铝陶瓷基板需求量从2011年的3.47亿片增长至2022年的12.28亿片。预计至2029年,我国氧化铝陶瓷基板需求总量将增长至39.98亿片,年均复合增长率达18.37%。数据来源:智研咨询  二“多才多艺”,应用广泛的它  氧化铝陶瓷基板广泛应用于下游电子元件、光伏、电动汽车等新兴领域。随着上述新兴领域的蓬勃发展,将带动氧化铝陶瓷基板市场需求的不断增加。  (1)电子元器件对氧化铝陶瓷基板的需求  氧化铝陶瓷基板是制造片式电阻的基底材料。片式电阻的生产使用需要氧化铝陶瓷基板良好的绝缘性、导热性和机械强度特性,同时平整、尺寸精确的基板,还可以保证电阻浆料的印刷到位。薄膜片式电阻器 来源:松 下电器  片式电阻器作为电路中基础、常用的被动电子元器件,广泛应用于移动电话、计算机、家用电器、空间通信、航空航天等终端领域的电子电路。随着5G通讯的高速发展,片式电阻需求量将日益增长。另一方面,与传统引线电阻相比,片式电阻有小型化、轻量化、高稳定性、高可靠性、价格低、环保等诸多优点。由于终端用户对产品小型化、轻型化趋势的不断追求,片式电阻未来还会在其他更广泛的领域取代引线电阻,下游 行业需求量将进一步增长。据Global Info Research数据,2021年全球片式电阻收入大约187,370.00万美元,预计2028年达到412,510.00万美元,年复合增长率达12%。  (2)光伏储能对氧化铝陶瓷基板的需求  我国是光伏产品输出大国,行业内普遍使用无污染、散热性好、稳定性高的陶瓷基板作为光伏逆变器、太阳能电池板的重要部分。氧化铝陶瓷基板具有良好的绝缘性和稳定性,耐击穿电压高,能够瞬间承受高电流、高电压的突变,以保证器件及系统的正常工作;陶瓷和芯片的热膨胀系数接近,不会在温差剧变时产生太大变形从而发生线路脱焊,内应力等问题。同时,氧化铝陶瓷基板还具有更高的热导率,散热性能良好,能够在户外高低温等恶劣环境下工作,以提高光伏系统的使用寿命。光伏逆变器 来源:正泰电源  在全球光伏产业大发展的推动下,光伏逆变器市场近年来保持了飞快发展态势。2017年以来全球光伏逆变器出货量快速上涨,出货量从2017年的98.5GW上升到2022年的326.6GW,年复合增长率达到27.09%。中国光伏逆变器产量则更是由2014年的16.3GW增加至2022年的169.3GW,年均复合增速达33.99%。未来,氧化铝陶瓷基板在光伏领域将具有广阔的市场空间。  (3)电动汽车对氧化铝陶瓷基板的需求  氧化铝陶瓷基板作为正温度系数热敏电阻(PTC热敏电阻)的绝缘散热材料,广泛应用于纯电动汽车的热空调中。  PTC加热装置具有能耗低,对过载电流反应迅速,性能稳定可靠;无极性,交直流都可用;体积小,大工作电流可达数十安培;恒温发热,无明火,使用寿命长等特点,是电动汽车热源的优良选择。  近年来,汽车消费量随着人民生活水平的提高不断增加,同时,电动汽车也将逐步替代传统燃油汽车成为汽车行业的主流类型,电动汽车产量的迅速增加势必将增加对PTC加热装置及氧化铝陶瓷基板的需求。2022年,我国电动汽车产量为495.9万辆,同比增长105.4%。预计至2030年,我国电动汽车产量将超过1,500万辆,为汽车产业及道路交通碳达峰奠定基础。氧化铝陶瓷基板在电动汽车行业的市场前景广阔。来源:比亚迪  参考来源:  智研咨询、巨潮资讯网  郑晨明,氧化铝陶瓷粉体合成方法的探究与优化  浙江新纳材料、九豪精密、比亚迪、正泰电源、松 下电器等公司公开资料

news
【原创】氧化铝陶瓷的易碎体质,真的就没有一点办法吗? 2025-09-20

  来源:中国粉体网 山川  标签氧化铝高纯氧化铝氧化铝陶瓷增韧技术陶瓷脆性 [导读] 氧化铝陶瓷增韧。  中国粉体网讯  作为先进陶瓷材料家族中为古老的一个成员,Al2O3陶瓷具有其他陶瓷材料不可比拟的优异性能,如低成本、高强高硬、耐高温、耐磨损、耐腐蚀等,在国防工业、航空航天以及生物医疗等领域得到了广泛的应用。  然而,与众多单体陶瓷材料类似,Al2O3陶瓷晶体结构中原子排列的特征决定了其无法具有类似于金属材料的塑性变形能力,因此在断裂过程中除了通过产生新的断裂面来增加表面能之外,几乎没有其他消耗断裂能的方式,这导致了Al2O3陶瓷的一个致命弱点——脆性。  Al2O3陶瓷的脆性本质是难以改变的,但可以采取一些途径予以改善。经过多年发展,形成了以引入增韧相材料为主的提升Al2O3陶瓷韧性的方法。  颗粒增韧  颗粒增韧是提高陶瓷材料韧性的简单方法。对Al2O3陶瓷而言,颗粒增韧相材料主要是高延性的金属颗粒或高弹性模量的非金属颗粒。  作为增韧相,金属颗粒主要是通过颗粒拔出、塑性变形等增韧机制促使Al2O3基体裂纹偏转。此外,金属颗粒可以一定程度上抑制Al2O3晶粒生长,进而改善Al2O3陶瓷的烧结特性。常见的金属颗粒主要有Al、Ni、Ti、Cu和Fe等。  然而,由于金属颗粒的弹性模量一般低于Al2O3陶瓷,因此金属颗粒增韧Al2O3复合材料具有相对偏低的硬度和强度。作为增韧相,高弹性模量的非金属颗粒能够提高Al2O3陶瓷的韧性,其增韧机制主要有颗粒拔出、钉扎和裂纹偏转、桥联等。常见的非金属颗粒主要有SiC、Si3N4、TiC等。 来源:浙江蔚蓝航盾精密陶瓷科技有限公司  相变增韧  纯ZrO2在1000℃附近有固相转变:正方相(t)→单斜相(m),属于马氏体转变,将产生约3%~5%的体积膨胀。当裂纹扩展进入含有t-ZrO2晶粒的区域时,在裂纹尖 端应力场的作用下,在裂纹尖 端形成过程区,即过程区内的t-ZrO2将发生t→m相变,因而除产生新的断裂表面而吸收能量外,还因相变时的体积效应(膨胀)而吸收能量。同时由于过程区内t→m相变粒子的体积膨胀而对裂纹产生压应力,阻碍裂纹扩展。具体体现在裂纹尖 端应力强度因子降低,即应力诱发的这种组织转变消耗了外加应力,降低了裂纹尖 端应力强度因子。相对而言,即是提高了材料的裂纹尖 端临界应力强度因子--断裂韧性。 ZTA陶瓷,来源:法国Nanoe 将ZrO2的t→m相变韧化作用及由于t→m相变而派生出来的显微裂纹韧化与残余应力韧化作用引入Al2O3基体(即ZTA陶瓷),可使韧性得到显著提高。  纤维、晶须增韧  用纤维(或晶须)以一定的方式加入到陶瓷的基体中去,一方面可以使高强度的纤维(晶须)来分担外加的负荷,另一方面可以利用纤维(或晶须)与陶瓷基体的弱的界面结合来造就对外来能量的吸收系统,从而达到改善陶瓷材料脆性的目的。 碳纳米管与石墨烯自发现以来,一直是国际上众多科学家关注和研究的前沿性课题,目前已有研究人员将其引入氧化铝陶瓷中,发现其可以起到增韧氧化铝陶瓷的作用。  复合增韧  随着对Al2O3陶瓷增韧的研究深入,为充分利用不同增韧方法的优点,弥补各自的不足,形成了多元协同增韧方法,即通过两种及以上的一元增韧方法协同作用进一步提高增韧效果的方法。多元协同增韧方法已受到研究人员的广泛关注,常见的多元协同增韧方法有:颗粒/晶须、颗粒/相变、相变/晶须、石墨烯(碳纳米管)/颗粒(或相变、晶须)等。 例如,将ZrO2相变增韧和晶须增韧这两种增韧同时应用到Al2O3陶瓷中,产生十分明显的增韧效果。 纳米技术增韧 1987年德国的Karch等人首 次报道了所研制的纳米陶瓷具有高韧性与低温超塑性行为,其研究结果第 一次向世界展示了纳米陶瓷潜在的优异性能,为解决长期困扰人们的陶瓷的脆性问题提供了一条新的思路。 在1990年,科学家Cahn指出:“纳米陶瓷是解决陶瓷脆性的战略途径”。 一方面,纳米陶瓷由于晶粒的细化,晶界数量会大大增加,同时纳米陶瓷的气孔和缺陷尺寸减小到一定尺寸就不会影响到材料的宏观强度,结果可使材料的强度、韧性大大增加。另一方面,在陶瓷基体中引入纳米分散相并进行复合,不仅可大幅度提高其强度和韧性,明显改善其耐高温性能,而且也能提高材料的硬度、弹性模量和抗高温蠕变等性能。因此,氧化铝陶瓷纳米化及纳米复合目前已成为改善其断裂韧性的重要途径之一。  自增韧  通过引入添加剂或晶种来诱导等轴状Al2O3晶粒异向生长成为如板状、棒状、长柱状形貌的晶粒来形成自增韧Al2O3陶瓷得到了广泛的研究。其增韧机制是类似于晶须对材料的裂纹桥联增韧、裂纹偏转和晶粒拔出效应,其中桥联增韧是主要增韧机制。  参考来源: [1]张月林等.氧化铝陶瓷增韧的研究进展 [2]路学成等.氧化铝陶瓷增韧技术及机理 [3]张敬强.氧化铝陶瓷增韧的研究现状 [4]黄勇等.氧化铝陶瓷增韧研究进展 (中国粉体网/山川) 注:图片非商业用途,存在侵权告知删除

news
2025全球氧化铝十大企业榜单 2025-09-18

  氧化铝,是一种无机化合物,化学式为Al2O3,由铝元素和氧元素组成,是铝在自然界中常见的存在形式之一。  在现代工业的庞大体系中,氧化铝扮演着举足轻重的角色,作为铝产业链的关键一环(这类是冶金级氧化铝),它连接着上游的铝土矿开采与下游的铝产品制造,广泛应用于各个领域。非冶金级氧化铝作为众多行业的基础材料同样是无处不在。  阿拉丁(ALD)统计数据显示,2024年全球十大氧化铝生产商合计产量约为9694万吨,同比上涨2.86%。从集团数量看,中外企业各占五席,其中五家中国企业集团分别是中铝集团、中国宏桥、信发集团、三门峡铝业和博赛集团,合计产量约为6182万吨,占比为63.77%。  数据来源:各公司年报、阿拉丁  五家国外企业集团分别为美国铝业、力拓集团、俄铝、海德鲁和南拓32,合计产量3512万吨,占比为36.22%。  小编于近期通过《2025中国氧化铝十大企业榜单》一文对国内企业做过盘点,对5家全球前十的国内氧化铝企业已做介绍,本文不再赘述。下面为国外5家氧化铝生产企业盘点。拓展阅读:2025中国氧化铝十大企业榜单。  美国铝业公司的前身是在1888年建于匹兹堡的一家铝业公司。当时,铝在地球上蕴藏丰富,但提炼单质的铝却十分困难。然而,年轻的查尔斯·霍尔(Charles Hall)发明了用电解方式生产单质铝的方法,并于1889年获得。他与艾尔弗雷德·亨特(Alfred E. Hunt)船长合作,投资建厂,开始批量生产铝。这一时期,铝的产量不断上升,价格不断下跌,使得铝这种曾经比金子还贵的金属逐渐走进了人们的日常生活。随着技术的不断进步和市场的扩大,美国铝业公司的业务逐渐扩展到铝土矿开采、氧化铝精炼和原铝生产等领域,形成了垂直整合的铝业公司。  氧化铝原料方面,该公司在全球拥有七个矿山的所有权,包括澳大利亚的亨特利矿山(Huntly Mine),这是世界上大的铝土矿。  截至2024年底,美铝在3个国家拥有6家氧化铝厂,权益产能1384.3万吨/年,其中闲置320.4万吨/年。美铝大部分氧化铝产能集中在澳大利亚,共3家,产能合计976.9万吨/年,占比70.6%;在巴西有2家,产能合计247.4万吨/年,占比达17.9%;在西班牙有1家,产能160万吨/年。  2024年,美铝氧化铝产量1003.4万吨,较上年减少8%。发货量方面,美铝的氧化铝除部分自用外,约有68%销往第三方,2024年,美铝氧化铝发货量达1319.9万吨,其中,向第三方市场销售900.5万吨。  1869年,西班牙政府决定出售里约廷托(Rio Tinto)矿山。1871年,他们在欧洲各地的报纸上刊登了出售广告,并收到了四份报价。由伦敦一家银行的苏格兰负责人休·马西森(Hugh Matheson)领导的一群商人提出了好的报价。1873年3月29日,力拓公司在伦敦注册成立,马西森担任董事长。  如今,力拓集团已成为全球大的资源开采和矿产品供应商之一,世界第二大铁矿石生产商,在勘探、开采和加工矿产资源方面的全球佼佼者,主要产品包括铝、铜、钻石、能源产品(煤和铀)、金、工业矿物和铁矿等。  铝方面,力拓是全球铝行业的,拥有大规模的垂直一体化业务,包括铝土矿、氧化铝厂以及生产经过认证的电解铝厂。  力拓在澳大利亚、加拿大和巴西3个国家拥有4家氧化铝厂。2024年,其氧化铝产量为730万吨,预计2025年上半年其氧化铝产量为370万吨。  1997年,西伯利亚铝业公司创立,构建起从氧化铝精炼到铝成品生产的垂直一体化产业格局。2000年,战略合并催生俄铝,整合俄罗斯核心铝资产,迅速跻身全球铝业前三甲,与美铝、加铝并肩。此后十年,俄铝全球布局,在欧洲、非洲、亚洲、澳洲和拉丁美洲开疆拓土,在几内亚、圭亚那等地获取关键资源。2007年,与SUAL及嘉能可铝资产合并,组建联合公司俄铝,成为全球大、产业链完备的铝生产商。当前,俄铝已成为全球主要铝生产商及氧化铝生产商之一。俄铝氧化铝工厂分布  2024年,氧化铝总产量为643万吨(按年增加25.3%),占全球总产量的4.7%,产量增加是归因于收购河北文丰新材料有限公司的30%股份。俄铝在6个国家正常运行8家氧化铝厂,俄罗斯境内运行4家,产量284.1万吨。境外正常运行4家,氧化铝产量合计358.8万吨。  挪威海德鲁铝业公司(Norsk Hydro ASA)是全球的铝和可再生能源企业,成立于1905年,总部位于挪威奥斯陆。该公司主要从事铝的生产、加工和销售,同时也涉及可再生能源领域,尤其是水力发电。海德鲁铝业在全球范围内拥有广泛的业务网络,其产品和服务涵盖从铝土矿开采、氧化铝精炼到铝产品的生产和回收利用,形成了一条完整的铝产业链。  海德鲁氧化铝生产主要来自于Alunorte氧化铝厂,原本拥有其92%股权,2023年出售30%股权给嘉能可公司后,目前拥有该厂62%的股权。该厂1995年投产,经过三次扩产,产能630万吨/年。  2024年,海德鲁实现总收入2036.4亿克朗,较上年增长5.2%;净收入50.4亿克朗,较上年增长79.7%。产量方面,2024年,海德鲁开采铝土矿1050.6万吨,较上年下降3.6%;氧化铝产量597.3万吨,下降3.4%。  必和必拓公司(BHP Billiton Ltd. - Broken Hill Proprietary Billiton Ltd.):以经营石油和矿产为主的跨国公司。  2014年8月19日,必和必拓宣布,计划通过选择其高质量氧化铝,铝,煤炭,锰,镍,银,铅和锌资产,通过创建独立的全球金属和矿业公司南拓32(South32)来简化其投资组合。  南拓32在澳大利亚和巴西都拥有铝土矿山,其拥有巴西MRN矿业33%的权益。在澳大利亚,South32 持有沃斯利铝业 86%的股份,日本铝业联合(澳大利亚)有限公司持有 10%的股份,Sojitz 铝业有限公司持有4%的股份。其澳大利亚铝土矿山位于珀斯东南130公里处的博丁顿镇附近。通过陆路输送机将其运送到科利附近的氧化铝精炼厂,并将其转化为氧化铝,然后通过铁路运输到班伯里港。  参考来源:阿拉丁、各企业官网、铝途有你、安泰科

news
氧化铝陶瓷涂层可以给陶瓷带来优势 2025-08-14

  在挑选陶瓷的时候要注意查看陶瓷的氧化铝涂层是否周密,这种涂层可以给陶瓷带来很多优势,在使用中也不会因此而受损,可以在氧化铝的保护下得到更长久的使用。而使用陶瓷也能够更加放心。这样的新加工工艺也是为陶瓷带来了更多的市场,可以供大家多方面的选择。现在很多比较娇弱的陶瓷都是很珍贵的,如果想要更好的保护它,可以选择氧化铝陶瓷涂层,这样也比较方便,能够保护这些珍贵的陶瓷。  比较珍贵的陶瓷都会使用这种涂层的形式来保护,这样的加工工艺比较先进,可以提供可靠的保护技术手段。在对陶瓷加工的时候,有了这种涂层也可以以防万一,能够让我们的陶瓷工艺更上一层楼。毕竟氧化铝陶瓷涂层是具有新颖的加工手段的,能够得到更多的保护,而且在外观看来,这样的涂层也非常美观,可以设计出很多种类的造型。这样的再加工能让整体的造型更好看,同时也提升了陶瓷的价值。  在设计和造型方面,利用了氧化铝陶瓷涂层的陶瓷也有着很多的优势,这种设计理念可以让人们选择自己所喜爱的陶瓷瓷器,能够保证市场的接受度,还可以扩大更多的市场范围。如果想要有更好的瓷器产品,可以往这方面多考虑一下,研究出更多的设计形式。这样也能让陶瓷的展示效果更好。在使用与搬运陶瓷的时候,也要小心,虽然有了涂层但是也怕会有意外带来损害。

news
氧化铝陶瓷现状及趋势 2025-08-14

  一、现状的分析  改革开放以来,我国建筑陶瓷工业获得了飞速的发展,随着我国加入 WTO,建筑陶瓷工业又面临着一次发展机遇,同时也面临着未有的挑战。 我国建筑陶瓷企业主要分布在东南沿海一带,如广东的佛山、福建的晋江、浙江的温州、河北的唐山、山东的淄博和潍坊等地。企业过分集中于少数地区,这种现状虽然具有有利的一面,但我们也决不能忽略其不利的一面。这种过于集中的特点会造成严重的局部重复建设和资源浪费,不利于我国建筑陶瓷工业的可持续发展;第二,容易造成企业间的恶性竞争,不利于我国建筑陶瓷工业的健康发展;第三,容易造成产品的局部供大于求,而过剩部分的产品要外销特别是销往较远的(如东北、西北等)地区,销售成本无疑会增加;第四,容易造成主要原材料的缺乏,这些原料长期大量外购,也会增加生产成本。  二、发展趋势  氧化铝陶瓷作为先进陶瓷中应用广的一种材料,伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势:(1)技术装备水平将快速提高: 计算机技术和数字化控制技术的发展促进了先进陶瓷材料工业的技术进步和快速发展,诸如自动控制连续烧结窑炉、大功率大容量研磨设备、高性能制粉造粒设备等净压成型设备等先进的成套设备有利地推动了行业整体水平的提高,同时在生产效率、产品质量等方面也都明显改善;(2)产品质量水平不断提高:国内微晶氧化铝陶瓷制品从无到有,产业规模从小到大,产品质量从低到较高,经历了一个快速发展的历程;(3)产业规模将迅速扩大:微晶氧化铝陶瓷制品作为其它行业或领域的基础材料,受着其它行业发展水平的影响。从氧化铝陶瓷的应用情况看,应用范围越来越宽,用量越来越大,特别是在防磨工程和建筑陶瓷生产方面的用量增加将更为显著。

常见问题
2025 08-14
氧化铝陶瓷的类别介绍

   氧化铝陶瓷分为高纯型与普通型两种。  高纯型氧化铝陶瓷系Al2O3含量在99.9%以上的陶瓷材料,由于其烧结温度高达1650—1990℃,透射波长为1~6μm,一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚;利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管;在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。  普通型氧化铝陶瓷系按Al2O3含量不同分为99瓷、95瓷、90瓷、85瓷等品种,有时Al2O3含量在80%或75%者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中99氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料,如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等;95氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件;85瓷中由于常掺入部分滑石,提高了电性能与机械强度,可与钼、铌、钽等金属封接,有的用作电真空装置器件。

2025 08-14
氧化铝陶瓷制作工艺

   粉体制备  将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在1μm以下,若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在99.99%外,还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时,粉料中需引入粘结剂与可塑剂,一般为重量比在10-30%的热塑性塑胶或树脂有机粘结剂应与氧化铝粉体在150-200温度下均匀混合,以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型,对粉体有特别的工艺要求,需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状,以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外,为减少粉料与模壁的摩擦,还需添加1~2%的润滑剂,如硬脂酸,及粘结剂PVA。  欲干压成型时需对粉体喷雾造粒,其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Al203喷雾造粒的粘结剂,在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体具备流动性好、密度松散,流动角摩擦温度小于30℃。颗粒级配比理想等条件,以获得较大素坯密度。  成型方法  氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。  常用成型介绍:  1、干压成型:氧化铝陶瓷干压成型技术限于形状单纯且内壁厚度超过1mm,长度与直径之比不大于4∶1的物件。成型方法有单轴向或双向。压机有液压式、机械式两种,可呈半自动或全自动成型方式。压机压力为200Mpa。产量每分钟可达15~50件。由于液压式压机冲程压力均匀,故在粉料充填有差异时压制件高度不同。而机械式压机施加压力大小因粉体充填多少而变化,易导致烧结后尺寸收缩产生差异,影响产品质量。因此干压过程中粉体颗粒均匀分布对模具充填非常重要。充填量准确与否对制造的氧化铝陶瓷零件尺寸精度控制影响很大。粉体颗粒以大于60μm、介于60~200目之间可获自由流动效果,取得压力成型效果。  2、注浆成型法:注浆成型是氧化铝陶瓷使用早的成型方法。由于采用石膏模、成本低且易于成型大尺寸、外形复杂的部件。注浆成型的关键是氧化铝浆料的制备。通常以水为熔剂介质,再加入解胶剂与粘结剂,充分研磨之后排气,然后倒注入石膏模内。由于石膏模毛细管对水分的吸附,浆料遂固化在模内。空心注浆时,在模壁吸附浆料达要求厚度时,还需将多余浆料倒出。为减少坯体收缩量、应尽量使用高浓度浆料。  氧化铝陶瓷浆料中还需加入有机添加剂以使料浆颗粒表面形成双电层使料浆稳定悬浮不沉淀。此外还需加入乙烯醇、甲基纤维素、海藻酸胺等粘结剂及聚丙烯胺、阿拉伯树胶等分散剂,目的均在于使浆料适宜注浆成型操作。

2025 08-14
氧化铝陶瓷烧成技术

   将颗粒状陶瓷坯体致密化并形成固体材料的技术方法叫烧结。烧结即将坯体内颗粒间空洞排除,将少量气体及杂质有机物排除,使颗粒之间相互生长结合,形成新的物质的方法。  烧成使用的加热装置广泛使用电炉。除了常压烧结即无压烧结外,还有热压烧结及热等静压烧结等。连续热压烧结虽然提高产量,但设备和模具费用太高,此外由于属轴向受热,制品长度受制。热等静压烧成采用高温高压气体作压力传递介质,具有各向均匀受热之优点,很适合形状复杂制品的烧结。由于结构均匀,材料性能比冷压烧结提高30~50%。比一般热压烧结提高10-15%。因此,一些高附加值氧化铝陶瓷产品或国防军工需用的特殊零部件、如陶瓷轴承、反射镜、核燃料及枪管等制品、场采用热等静压烧成方法。  此外,微波烧结法、电弧等离子烧结法、自蔓延烧结技术亦正在开发研究中。  精加工与封装工序  有些氧化铝陶瓷材料在完成烧结后,尚需进行精加工。如可用作人工骨的制品要求表面有很高的光洁度、如镜面一样,以增加润滑性。由于氧化铝陶瓷材料硬度较高,需用更硬的研磨抛光砖材料对其作精加工。如SIC、B4C或金刚钻等。通常采用由粗到细磨料逐级磨削,表面抛光。一般可采用<1μm微米的Al2O3微粉或金刚钻膏进行研磨抛光。此外激光加工及超声波加工研磨及抛光的方法亦可采用。  氧化铝陶瓷强化工艺  为了增强氧化铝陶瓷,显著提高其力学强度,国外新推一种氧化铝陶瓷强化工艺。该工艺新颖简单,所采取的技术手段是在氧化铝陶瓷表面,采用电子射线真空镀膜、溅射真空镀膜或化学气相蒸镀方法,镀上一层硅化合物薄膜,在1200℃~1580℃的加热处理,使氧化铝陶瓷钢化。  经强化的氧化铝陶瓷的力学强度可在原基础上大幅度增长,获得具有超高强度的氧化铝陶瓷。

  • 咨询热线

  • 短信咨询

  • 查看地图

  • 二维码