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造成氧化铝陶瓷出现破损的因素

时间:2025-02-08

  氧化铝陶瓷出现破损的因素主要包括原材料、制备工艺、使用环境等方面,具体分析如下:

  原材料因素

  纯度不够:若氧化铝粉末纯度低,含有较多杂质,如二氧化硅、氧化钠等,会在陶瓷内部形成低熔点相或缺陷,降低陶瓷的强度和韧性,在后续加工或使用中容易出现破损。

  粒度不均:氧化铝粉末粒度分布不均匀,会导致在成型过程中颗粒堆积不均匀,烧结后陶瓷内部密度不一致,存在应力集中点,从而容易引发破损。

  添加剂问题:添加的助熔剂、烧结助剂等添加剂的种类或用量不当,可能会影响氧化铝陶瓷的烧结过程和性能,如过量的添加剂可能会导致陶瓷内部产生气孔或晶界弱化,使陶瓷的强度下降。

边缘插座.jpg

  制备工艺因素

  成型工艺

  压力不均:在干压成型、等静压成型等过程中,如果压力不均匀,会使坯体各部分密度不同,在烧结时收缩不均匀,产生内应力,从而导致陶瓷出现裂纹等破损现象。

  坯体密度低:成型时坯体的压实程度不够,密度过低,会使陶瓷在烧结后内部存在较多孔隙,这些孔隙会成为应力集中源,降低陶瓷的力学性能,容易造成破损。

  烧结工艺

  温度异常:烧结温度过高或保温时间过长,会使氧化铝陶瓷晶粒过度长大,晶界结合力减弱,陶瓷的韧性降低,容易发生破损;而烧结温度过低或保温时间不足,陶瓷烧结不充分,内部存在大量未融合的颗粒和孔隙,强度较低,也容易破损。

  气氛影响:在烧结过程中,气氛控制不当也会影响陶瓷的性能。例如,在还原性气氛中烧结氧化铝陶瓷,可能会使陶瓷中的部分铝离子被还原,导致陶瓷结构不稳定,出现破损。

  加工工艺

  切割与磨削:在对氧化铝陶瓷进行切割、磨削等机械加工时,如果加工参数选择不当,如切割速度过快、磨削压力过大,会在陶瓷表面产生较大的机械应力,导致陶瓷出现裂纹甚至破碎。

  倒角与边缘处理:陶瓷零件的边缘和倒角处如果没有进行适当的处理,存在尖锐的棱角或微小的裂纹,在使用过程中这些部位容易产生应力集中,进而引发破损。

球阀四件套.jpg

  使用环境因素

  机械应力:在使用过程中,氧化铝陶瓷受到过大的外力作用,如冲击、挤压、弯曲等机械应力,当应力超过陶瓷的强度极限时,就会导致陶瓷破损。

  热应力:氧化铝陶瓷的热膨胀系数较大,当使用环境温度急剧变化时,陶瓷内部会产生热应力。如果热应力超过陶瓷的承受能力,就会导致陶瓷出现裂纹或破损。

  化学腐蚀:如果氧化铝陶瓷长期处于具有腐蚀性的化学环境中,如酸、碱等溶液中,陶瓷表面会被腐蚀,使陶瓷的强度降低,从而容易出现破损。

  疲劳损伤:在周期性的载荷或温度变化等作用下,氧化铝陶瓷会发生疲劳现象,内部会逐渐产生微裂纹并扩展,最终导致陶瓷破损。


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