摘 要 本文針對95氧化鋁瓷的性能要求，用正交實驗法優(yōu)選出了瓷釉配方，在1530℃研制出性能穩(wěn)定、釉面光滑、光澤好、坯釉適應(yīng)性好、介電性能良好的瓷釉配方。

關(guān)鍵詞 95瓷，高鋁瓷，高溫釉

1前言

95氧化鋁瓷具有強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕、電絕緣性能好等特點，已廣泛用于真空器件、裝置瓷、厚膜和薄膜電路基板等。氧化鋁瓷通常是不施釉的，但在電力工業(yè)中，為了保護(hù)坯體的機(jī)電性能，通常需在95氧化鋁瓷表面施釉。因此，如何配制與坯體結(jié)合良好又具有優(yōu)良性能的瓷釉，是非常值得探討的問題。

2實驗

2.1 實驗原料及配方

2.1.1 坯 料

經(jīng)過多次正交實驗，選用的坯料配方如表1所示。其原料化學(xué)組成見表2，坯體化學(xué)組成見表3。被選用的這種配方1630℃燒成后做成樣品。坯體燒成溫度控制曲線如下圖所示：

2.1.2 釉 料

釉用原料主要有長石、蘇州土、燒滑石、石英。其原料化學(xué)組成如表4所示。

經(jīng)正交試驗，最后得出與坯體適應(yīng)性較好的釉料配方，如表5所示，化學(xué)成分見表6。

2.2 釉料制備方法

配料球磨:料:球:水=1:2:0.5

出磨細(xì)度:萬孔篩余 0.05%～0.1%

施釉方法：將瓷坯干燥，采用噴釉工藝，施釉厚度為0.3～0.4mm。

釉燒溫度：分別在1450℃、1470℃、1490℃、1510℃、1530℃和1550℃燒成，保溫2h。

燒成溫度控制曲線：室溫～1000℃ 100℃/h

1000℃～1400℃ 50℃/h

1400℃～燒成溫度 30℃/h

2.3 釉料性能

該釉料始熔溫度為1360℃、成熟溫度為1425℃，熔融溫度范圍為1360～1425℃。

釉面質(zhì)量：光澤度92%；白度77%；熱穩(wěn)定性200～20℃熱交換8次不裂；釉面硬度(莫氏)8.2；介電常數(shù)（1MHZF）9.63；比體積電阻（<300℃）4.5×10⁷Ω。

3結(jié)果與討論

3.1 釉料配方的選擇

我們在設(shè)計95氧化鋁瓷的釉料配方時堅持以下原則：

（1） 坯釉的熔融性能相適應(yīng)。要求瓷釉的始熔溫度應(yīng)較高、成熟溫度范圍要寬，以保證坯體內(nèi)殘余氣體的順利排出，避免釉泡、針孔等缺陷的產(chǎn)生；

（2） 在設(shè)計釉料配方時使釉的熱膨脹系數(shù)略小于坯體的熱膨脹系數(shù)。這樣使瓷釉層處于較小的壓應(yīng)力下，以避免釉層龜裂；

（3） 在配方設(shè)計實驗中，我們對坯、釉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了設(shè)計，使坯、釉兩者之間既保持一定的差別，又不會過大，以便形成適度的中間層，起到調(diào)節(jié)、促進(jìn)坯、釉結(jié)合的作用；

（4） 重視釉的彈性和抗張強(qiáng)度。坯、釉結(jié)合狀況和釉的彈性及抗張強(qiáng)度有一定關(guān)系，在實驗中我們要求釉的彈性和抗張強(qiáng)度比坯的高一些，以利于坯、釉結(jié)合；

（5） 合理選擇釉料配方，以使瓷釉具有較高的光澤度和透明度，要求瓷釉在使用過程中有適度的粘度和表面張力。

3.2 釉料配方的影響

根據(jù)已有資料，高溫瓷釉一般為長石系或鈣系配方。鈣釉雖然適應(yīng)性強(qiáng)、彈性好、透明性高，與高鋁質(zhì)坯料結(jié)合好，但鈣釉的熔融溫度較窄，不易控制，還原氣氛燒成時還易引起煙熏，產(chǎn)生氣泡，白度較差。因此，本實驗選用長石-滑石釉，這種釉的熔融溫度范圍較寬，對氣氛不敏感，不易產(chǎn)生氣泡，且具有很高的白度。

實驗結(jié)果表明：提高釉料中氧化硅和氧化鋁的含量，可以提高或降低釉的燒成溫度，但必須使Al₂O₃/SiO₂=1:6～1:10（摩爾比）之間。通過多次實驗發(fā)現(xiàn)：固定Al₂O₃含量，SiO₂含量過多時，釉的高溫流動性差，影響釉面平整性。固定SiO2含量，則Al2O3含量過多時，釉面容易出現(xiàn)光澤暗淡或無光現(xiàn)象。Al2O3+SiO2含量低時會降低釉面硬度，使釉面的耐磨性及機(jī)械強(qiáng)度差。因此，要使坯釉結(jié)合牢固，要求Al₂O₃+SiO₂含量較高，使熔劑與SiO₂摩爾比控制在1:6～1:10之間。這樣才能獲得表面光滑、光澤度高、介電性能較好的釉面。

3.3 原料細(xì)度及原料處理的影響

釉漿的細(xì)度直接關(guān)系到釉漿性能和燒后的釉面質(zhì)量。球磨時間越長，顆粒越小，釉漿的懸浮穩(wěn)定性越好，釉料之間的相互反應(yīng)也越充分。此外，細(xì)顆粒能降低熔融溫度、縮短熔融時間，且釉成熟后粘度降低，增加了流動性， 因而大大改善了釉面性能。但也不是球磨時間越長越好。在實驗中發(fā)現(xiàn)：釉料過細(xì)時，漿液粘度顯著增加，釉漿流動性降低，上釉時高鋁瓷易出現(xiàn)釉絡(luò)、縮釉等現(xiàn)象。

在釉料配方中，滑石要預(yù)先煅燒，這是為了破壞其鱗片狀結(jié)構(gòu)，排除結(jié)構(gòu)水。石英經(jīng)過酸洗后使用比不酸洗直接使用時所獲得的釉面質(zhì)量要好，這主要是由于酸洗可以除去一些鐵質(zhì)及堿性雜質(zhì)。

3.4 燒成溫度對釉面質(zhì)量的影響

由表7可知：適當(dāng)提高釉燒溫度，可以使釉融化得更充分。經(jīng)1530℃燒成的試樣，釉面光滑、光澤度高，與坯體結(jié)合良好。

4結(jié)論

利用長石、石英、蘇州土、燒滑石制備的95氧化鋁瓷釉始熔溫度高、熔融溫度范圍寬、白度、光澤度較高、坯釉中間層結(jié)合力強(qiáng)。只要嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝，能夠獲得在1 530℃左右燒成的釉面質(zhì)量良好的95氧化鋁瓷釉。

參考文獻(xiàn)

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