一、氧化鋁陶瓷簡介

　　氧化鋁陶瓷(alumina ceramics)是一種以α-Al2O3為主晶相的陶瓷材料——研究最早之一、應用最廣、產量最大。

　　主要分為高純型：Al2O3含量>99.9%，燒結T高達1650-1900；和普通型(75-99%)：75瓷、85瓷、90瓷、99瓷等。

　　晶型——12種同質異晶變體， α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、κ、λ、ρ及無定型氧化鋁等12種，最為常見的有α-Al2O3、β-Al2O3和γ-Al2O3

二、氧化鋁陶瓷的制備工藝技術

　　工藝流程

　　原料處理：用綠色高效處理技術及高能裝備，包括高純、超細、分布、形貌幾個方面。

　　燒結，包括燒成制度——在最低燒成溫度下獲得最佳性能的最簡短的燒成曲線(升溫、保溫、降溫)、氣氛：惰性、氧化、還原、真空、空氣；壓力；燒成方式(熱壓、熱等靜壓、微波加熱、放電等離子、自蔓燃)

　　成型技術工藝包括，干法、塑性、濕法、增材制造(3D打印)

　　精密加工環(huán)節(jié)出現新技術——塑性加工工藝技術：磨削+激光，磨削+超聲波

　　陶瓷的增材制造(3D打印)3D打印技術，又稱為增材制造、快速成型、無模成型等。

　　基于3D 數字模型，采用分層制造，逐層疊加的方式形成三維實體的技術(積層造形法)

　　全球3D打印市場分析

　　根據Grand View Research的最新報告，全球陶瓷3D打印市場到2025年預計將逼近1.6億美元

　　預計到2025年，航空航天終端用途的陶瓷3D打印市場將達到2610萬美元，醫(yī)療領域相關需求的年增長率約為35.4%

三、氧化鋁陶瓷的性能及應用

　　機械強度高、電絕緣性好、硬度和熔點高、抗腐蝕性好、化學穩(wěn)定性優(yōu)良等，而且在一定條件下具有良好的光學性和離子導電性。

　　應用范圍廣，主要應用于機械方面、電子、電力方面、化工方面、醫(yī)療方面。

　　機械方面(高強、高硬、耐磨)—刀具、球閥、磨料磨具、軸承、拉絲噴絲部件

　　氧化鋁陶瓷刀具：硬切割、高速干切割、超高速切割

　　高的耐熱性、高硬度與耐磨性和優(yōu)良的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點，是切削加工中重要的刀具之一，其加工效率比傳統(tǒng)刀具提高3—10倍

　　氧化鋁陶瓷工業(yè)用閥(密封)

　　旋塞閥：石油開采、輸送和精練設備中，也廣泛用于石油化工、煤化工、天然氣等其它工業(yè)領域

　　閘閥、截止閥：自來水、污水、建筑、石油、化工、食品、醫(yī)藥、輕紡、電力、船舶、冶金、能源系統(tǒng)等

　　球閥：尤其適用于如氧氣、過氧化氫、甲烷、乙烯、強酸等工況惡劣的介質

　　電子、電力方面(高強、絕緣性好)—基片、透明陶瓷、電絕緣瓷、火花塞等

　　氧化鋁陶瓷基片(耐高溫、電絕緣性能高、介電常數和介質損耗低、熱導率大、化學穩(wěn)定性好)

　　超特高壓支柱絕緣子(高強、高電阻、高介電強度、介電常數和介質損耗低、化學穩(wěn)定性好)

　　化工方面(耐高溫、化學穩(wěn)定性好、耐強酸堿和有機溶劑腐蝕)—化工填料、泡沫、蜂窩、微孔、介孔陶瓷(膜)、耐腐蝕涂層等—填充、支撐和凈化分離材料

　　化工填料(耐高溫、耐腐蝕、高比表面)

　　不同的結構和形狀：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、十字隔板環(huán)、階梯環(huán)、矩鞍環(huán)、異鞍環(huán)等。應用于化工、冶金、煤氣、制氧等行業(yè)的干燥塔、吸收塔、冷卻塔、洗滌塔、再生塔等

　　陶瓷膜(高比表面積、耐高溫、耐腐蝕)—環(huán)保、生物化學、食品醫(yī)藥、催化反應、化工、冶金、水處理、海水淡化等

　　醫(yī)療方面(高強、高硬、化學穩(wěn)定性好、生物惰性)—人造骨骼、人工關節(jié)、人工牙齒等

　　Al2O3—HAP復材—良好的生物特性，穩(wěn)定的物化性能，其硬度、抗彎強度、斷裂韌性均已接近人體骨——有望成為最理想的骨移植材料

四、透明氧化鋁陶瓷

　　透明陶瓷的定義：能夠通過光線并能夠成像的陶瓷。光線包括紫外線、可見光和紅外線等。

　　陶瓷透光的基本條件

　　致密度>理論密度的99.5%

　　晶界無空隙或空隙大小<<>

　　晶界無雜質及玻璃相，或其與微晶體的光學性質相似

　　晶粒較小且均勻，其中無空隙

　　晶體對入射光的選擇吸收很小

　　表面光潔

　　透明陶瓷分類

　　透光陶瓷

中紅外透明陶瓷形成系列化，材料種類全

包括：YAG， Y2O3， 亞微米晶Al2O3， AlON， MgAl2O4等

五、面臨的機遇和挑戰(zhàn)

　　高質量發(fā)展階段：轉變發(fā)展方式、優(yōu)化經濟結構、轉換增長動力的攻關期

　　我國新材料產業(yè)現狀：整體表現為“大而不強”，體現在以下幾點

　　產品結構不合理

　　高端材料供給嚴重不足

　　低水平重復建設多，低端品種產能過剩

　　工信部：130多種關鍵材料的調研顯示，32%處于國內空白，52%依賴進口——“2018國家制造強國專家論壇”

　　核心技術受制于人，成果轉化緩慢

　　原始創(chuàng)新能力不足，共性技術研發(fā)與支撐能力不強

　　部分領域的核心技術被美國、日本、德國掌控，關鍵零部件及設備仍大量依賴進口

　　國際市場競爭力偏弱

　　企業(yè)之間、區(qū)域之間協(xié)作不充分

　　除部分骨干企業(yè)技術裝備接近或達到國際先進水平，大部分中小企業(yè)技術裝備落后

　　重視新材料產業(yè)發(fā)展：目前通過綱領性文件、指導性文件、規(guī)劃發(fā)展目標與任務等構筑起了新材料發(fā)展的政策金字塔

　　新材料，包括氧化鋁粉體和高性能氧化鋁陶瓷是關鍵基礎原材料！是節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術、航空航天等等不可或缺的重要支撐，高端氧化鋁粉體，以及產業(yè)鏈延伸包括高性能陶瓷在內的新材料大有可為。

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