氧化鋁陶瓷

物理特性

• 耐高溫性：熔點約為 2050℃，可在 1600℃以下長期使用，短期使用溫度甚至可達 1800℃，能耐受高溫環境下的氧化和結構穩定，適用于高溫爐具、耐火材料等領域。

• 導熱性適中：熱導率隨氧化鋁含量升高而提高，95% 氧化鋁陶瓷的熱導率約為 20-30 W/(m?K)，雖低于氧化鈹、氮化鋁陶瓷，但優于多數高分子材料和部分金屬氧化物陶瓷，可滿足一般散熱需求。

• 熱膨脹系數較低：常溫下熱膨脹系數約為 7-9×10??/℃（因純度不同略有差異），在溫度變化時尺寸穩定性較好，減少了因熱應力導致的開裂風險。

• 密度適中：密度約為 3.5-3.9 g/cm3（隨純度升高略有增加），比金屬材料（如鋼約 7.8g/cm3）更輕，適合對重量有一定要求的場景。

化學特性

• 優異的耐腐蝕性：對大多數酸（除氫氟酸等強腐蝕性酸外）、堿、鹽及有機溶劑具有良好的耐侵蝕性，99% 高純度氧化鋁陶瓷的化學穩定性更佳，可用于化工管道、反應釜內襯等耐腐蝕部件。

• 抗氧化性強：在高溫氧化氣氛中不易被氧化，表面無明顯腐蝕或剝落，能長期在高溫氧化環境中保持性能穩定。

• 耐熔融金屬侵蝕：對鋁、銅等熔融金屬的抗侵蝕能力較強，可用于金屬熔煉的坩堝、導流槽等設備。

電學特性

• 優良的絕緣性：體積電阻率極高，室溫下可達 101?-101? Ω?cm，且隨溫度升高下降緩慢（如 300℃時仍保持 1011 Ω?cm 以上），是電子、電氣領域常用的絕緣材料，可制作絕緣支架、高頻絕緣子等。

• 介電性能穩定：介電常數約為 8-10（1MHz），介質損耗角正切值低（約 10?3 量級），在高頻電場下電性能穩定，適用于高頻絕緣部件。

機械特性

• 高強度與高硬度：

  • 抗彎強度隨純度升高而提高，95% 氧化鋁陶瓷的抗彎強度約為 300-400 MPa，99% 氧化鋁陶瓷可達 400-500 MPa，遠超普通陶瓷和玻璃。

  • 莫氏硬度為 9（僅次于金剛石和碳化硅），維氏硬度約 1500-2000 HV，耐磨性優異，可用于制造軸承、密封環、磨具等耐磨部件。

• 脆性較高：屬于典型的脆性材料，抗沖擊強度較低（約 3-5 kJ/m2），受到劇烈沖擊或振動時易斷裂，使用中需避免強沖擊載荷。

其他特性

• 成本可控：相比氧化鈹（劇毒且原料昂貴）、氮化鋁（制備工藝復雜），氧化鋁陶瓷的原料豐富、制備工藝成熟，成本更低，適合大規模工業化應用。

• 可加工性：可通過精密磨削、拋光等工藝加工成高精度零件（如尺寸公差控制在 ±0.01mm），滿足精密機械、電子領域的嚴苛要求。

總結