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          氧化鋁特性講解

          發布時間:2020-04-20 16:12:22 星期一
          摘要:

          氧化鋁是最成熟的高熔點氧化物之一。其原材料儲量豐富,約占地殼重量的25%。它的價格低,而且有許多優良的性能。因 […]

          氧化鋁是最成熟的高熔點氧化物之一。其原材料儲量豐富,約占地殼重量的25%。它的價格低,而且有許多優良的性能。因此,它已成為應用最廣泛的氧化鋁耐火材料。

           

          氧化鋁的分子式為al2q3,熔點為2050℃,呈白色,有許多同態和異晶。據研究,有十多種。它們的晶體結構和物理性質不同,但有三種:α-al2q3β-al2q3γ-al2q3。

           

          γ-al2q3是一種具有低溫形貌的鱗片立方晶體。其真密度為3.42-3.60gcm3。在1000℃以上開始轉變為高溫α-al2q3晶體。

           

          實際上,β-al2q3不是氧化鋁的變體,而是一種含有堿金屬或堿土金屬的鋁酸鹽。當al2q3的化學式可以寫成:Na2?11-12al2q3,加州?6號al2q3。這種晶體具有片狀或片狀多晶的特點。其真空密度為3.30-3.60gcm3,晶體結構為六邊形。在水蒸氣中加熱到1300℃或在空氣中加熱到1400-1500℃時,開始分解,在1600℃時轉化為α-al2q3。

           

          α-al2q3是各種氧化鋁變體中最穩定的晶型。其穩定溫度可達到熔化溫度。熔點2050℃,密度3.96-4.01gcm3,晶型為六角結構,相當于天然剛玉,晶型為柱狀、粒狀或片狀。氧化鋁的一般性能主要是指α-al2q3的性能。

           

          氧化鋁的硬度為9,低于金剛石和一些難熔化合物的硬度。氧化鋁產品具有很高的機械強度。室溫下彎曲強度為250Mpa,1000℃時仍有150MPa。室溫抗壓強度可達2000mPa以上。對于一些具有微晶結構的產品,抗壓強度甚至可以達到5000MPa。

          氧化鋁產品耐火極限大于1900℃,0.2MPa負荷軟化起點約為1850℃。其極限工作溫度為1950℃,一般工作溫度為1800℃。氧化鋁在20-1000℃時的平均線膨脹系數為8.6*10-6℃。氧化鋁在室溫下的導熱系數是鋁金屬導熱系數的一半,隨溫度的升高而降低。氧化鋁制品的抗熱震性取決于其微觀結構以及制品的形狀和尺寸。一般來說,它的抗熱震性是中等的。

           

          氧化鋁具有良好的化學穩定性。其穩定性在很大程度上取決于其純度和密度。高純度的致密產品能更好地抵抗鈹、鍶、鎳、鋁、釩、鉭、錳、鐵、鈷等熔融金屬在惰性氣氛中的侵蝕,氧化鋁對硅、磷、銻、鉍等金屬無影響,還有許多復雜的硫化物、磷酸鹽、砷化物、氯化物,氮化物、溴化物、碘化物、干氟化物以及硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸等與氧化鋁不發生相互作用。但是,在高溫下,硅、碳、鈦、鋯、氟化鈉、濃硫酸等對氧化鋁有一定的腐蝕性,氧化鋁對氫氧化鈉、玻璃、爐渣等有很高的抗腐蝕性。

          總之,氧化鋁具有耐高溫、高強度、高硬度的特性,因此,作為一種特殊的耐火材料,它被廣泛應用。其典型用途如下:

          (1)利用其耐高溫、耐腐蝕、高強度等性能,用作煉鋼生產的滑枕、冶煉高純金屬或生長單晶的坩堝以及結構件(爐腔、爐管),理化容器、航天火花塞、涂層用耐熱抗氧化坩堝、玻璃拉絲等(2)可作為機械零件、各種模具(拉絲模、擠鉛筆芯??诘龋?、刀具、磨料、裝甲防護材料、人體關節等,等

          (3)利用其高溫絕緣,用作原子反應堆中熱電偶、絕緣瓷等高溫絕緣部件的穿線管和保護管。

          (4) 利用其優異的介電性能,在電子工業中用作各種電路基板、管基、外殼、雷達天線罩等。
          (5)氧化鋁空心球、氧化鋁纖維等多種氧化鋁特種產品可作為高溫隔熱材料和增強材料。氧化鋁單晶可用作激光元件、儀表軸碗、軸承、裝飾品等,透明氧化鋁制品可用作燈管、微波整流罩等。

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