中國粉體網(wǎng)訊  石英陶瓷是一種新型、高純、耐高溫的石英材料,，以熔融石英或石英玻璃為原料，經(jīng)過粉碎,、成型,、燒結(jié)等工藝制成的燒結(jié)體，它既保留了石英玻璃的諸多優(yōu)點,，又可采用陶瓷的一些生產(chǎn)工藝,。石英陶瓷具有熱穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)小,、介電常數(shù)低,、耐酸堿腐蝕性好、電絕緣性好,、成本低等一系列優(yōu)異性質(zhì),。因此自問世以來，石英陶瓷在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應用,，其應用領(lǐng)域也涉及到冶金,、電工、玻璃,、航空,、耐腐蝕件、光伏等行業(yè),，是一種很有前途的新型材料,。

同時，石英陶瓷的質(zhì)量受很多因素的影響,，如制備工藝,、添加劑的種類等，今天我們就來了解一下影響石英陶瓷質(zhì)量的諸多因素,。

添加劑對石英陶瓷的影響

在石英陶瓷中,，添加劑也可以認為是起輔助作用的助劑。石英陶瓷的機械強度與致密燒結(jié)程度成比例,，加入添加劑形成玻璃添加物后可以得到致密的燒結(jié)體,，機械強度普遍高于無添加物的石英陶瓷，在一定的添加物加入范圍,，機械強度隨加入量的增加而提高,。

1、高熔點氧化物添加劑

周玉等研究了Al₂O₃,、Al₂O₃+La₂O₃添加劑對石英玻璃粉末析晶特性的影響,，單獨添加La₂O₃表現(xiàn)出一定的促進石英玻璃粉末析晶，添加1%～5%含量的Al₂O₃、Al₂O₃+La₂O₃均表現(xiàn)出一定的抑制析晶的作用,，主要作用機理為通過溶入石英玻璃粉體表面層,，增加表面層的網(wǎng)絡強度、雜化網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)或提高體系的粘度,。但在不同溫度下,，它們抑制析晶的能力會有所起伏。

郝洪順等將0.5%Cr₂O₃加入到石英中,，研究了水分含量,、粒徑分布、粘合劑的加入量及燒成溫度對制品的成型性能,、體積密度,、彎曲強度和顯氣孔率等性能的影響。結(jié)果表明：最高燒成溫度為1250℃時,，能成功制備出性能優(yōu)異的熔融石英陶瓷天線罩,，但是方石英析晶量較多。

2,、低熔點氧化物添加劑

楊德安等以熔融石英為原料,，研究了H₃BO₃和P₂O₅添加劑對石英陶瓷的燒結(jié)和析晶的影響。結(jié)果表明：在模壓成型工藝下加一定量的H₃BO₃或P₂O₅有助于試樣的燒結(jié),，且添加劑在一定溫度范圍內(nèi)可抑制石英玻璃的析晶,。王金波從顯微結(jié)構(gòu)方面研究了硼酸對熔融石英燒結(jié)及其晶化的影響。結(jié)果表明：少量(1%～3%)硼酸促進熔融石英陶瓷的致密化,，但將硼酸加入到熔融石英陶瓷中,，明顯促進析晶，方石英含量隨加入量從0.5%到1.5%逐漸增多,。

3,、非氧化物添加劑

劉恒波等通過石英陶瓷中添加不同分量的BN，采用普通干壓成型,，經(jīng)預燒,，燒結(jié)制備出SiO₂/BN復相陶瓷，其力學性能有了較大提高,；相對SiO₂陶瓷其抗壓強度提高了127%,，抗折強度提高了200%。

成型方法的影響

目前,，國內(nèi)外生產(chǎn)石英陶瓷普遍采用的成型工藝是注漿成型,，其次還有蠟注成型,、半干法成型,、離心澆注成型、澆灌成型、石墨模熱壓成型與搗打成型等,。然而,，上述的成型工藝普遍存在著一些缺點：如制品坯體結(jié)構(gòu)不均勻、性能可靠性差,、僅限于形狀簡單的制品,、生產(chǎn)工藝復雜、工藝條件難控制,、效率低,、成本較高等，難以適應大批量工業(yè)化生產(chǎn)的需要,，特別是一些用于特殊用途的石英陶瓷制品,，因此，這些傳統(tǒng)的成型工藝已經(jīng)不能滿足其特殊用途的性能需求,。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,，石英陶瓷的新成型工藝不斷涌現(xiàn)并得到廣泛應用。目前,，應用較為成熟的新成型工藝主要有等靜壓成型,、振動壓力注漿成型和凝膠注模成型。

燒結(jié)技術(shù)的影響

燒結(jié)是石英陶瓷生產(chǎn)中很重要的一個環(huán)節(jié),，它對石英陶瓷的物理化學性能有很大的影響,，目前，關(guān)于石英陶瓷的燒結(jié)技術(shù)主要有常壓燒結(jié),、熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)等,。

石英陶瓷燒結(jié)的關(guān)鍵問題是保持材料的非晶態(tài)，即防止與杜絕非晶態(tài)SiO₂在燒結(jié)時向方石英轉(zhuǎn)化,。因此,，石英陶瓷制品燒成的原則為：保證制品燒成后有足夠的強度；控制制品的析晶及變形,。

不同尺寸及形狀的制品應通過實驗確定合理的燒成溫度和保溫時間,，一般石英陶瓷的最高燒成溫度不超過1250℃，為避免析晶,，900℃以上的高溫階段應快燒快冷,。總結(jié)來說,，石英陶瓷在高溫階段停留時間越長,，就越容易石英化。事實上允許加熱和燒結(jié)的最高溫度范圍是明顯的,，加熱的時間明顯小于最高溫度的保溫時間,，材料的熱處理制度足以抵抗熱沖擊,，所以說，中間加熱溫度的加熱制度不再是必然,，冷卻速度是整個過程最重要的,。

參考來源：

[1]荊富等.石英陶瓷的研究及應用進展

[2]吳兵.石英陶瓷的應用

[3]劉恒波等.石英陶瓷材料的研究進展

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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