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低膨胀陶瓷——锂辉石陶瓷介绍与应用

发布时间:2024-06-07
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1.锂辉石概述

锂辉石(Li2O3·Al2O3·4SiO2) 晶体共有三个变体,分别是α-锂辉石、β-锂辉石、γ-锂辉石。α-锂辉石通常称为锂辉石,是低温稳定变体;β-锂辉石是稳定的高温变体;γ-锂辉石是高温亚稳态变种,进一步受热将能变为β-锂辉石。β-锂辉石的结构中允许SiO2进入晶格,形成β-锂辉石固溶体,且伴随结构中SiO2含量的增多。其热膨胀系数趋于减小。

2.锂辉石陶瓷的制备工艺

(1) 锂辉石的预烧

自然界存在的锂辉石以α-锂辉石的形式存在,外观呈白色、灰白色,柱状或纤维状,有玻璃光泽,硬度6. 5~7, 密度3. 03~3. 22g/cm3。由于α-锂辉石转变为高温稳定的β-锂辉石时会发生约30%的体积膨胀,因此必须预先煅烧锂辉石,煅烧稳定为1100℃左右。

(2)锂辉石陶瓷的配方

锂辉石陶瓷常以锂辉石-石英-高岭土为配方体系,根据锂辉石的加人量不同而最终坯体膨胀系数不同。

(3)锂辉石陶瓷的成型

锂辉石陶瓷的成型方法可采用普通陶瓷的成型方法,即注浆成型,可塑成型,半干压成型。采用注浆成型和可塑法成型时要求配方中有足够的结合粘土,否则坯体在干燥过程中易开裂,为减少开裂,也可在坯体中加入有机添加剂。

(4)烧成

锂辉石陶瓷的烧成范围较窄,一般只有10℃左右,因此宜采用合理的窑炉如推板窑、梭式窑,而不宜采用隧道窑。而且要采用氧化气氛烧成达到最高烧成温度后宜采用急冷,防止晶粒过于长大。

3.锂辉石陶瓷的性能和用途

锂辉石陶瓷具有很低的热膨胀系数,优良的抗热震性能,因而广泛用于窑具、感应加热部件(如微波炉垫片)、高温夹具、电阻丝线圈、高压输电绝缘子、天文望远镜镜坯、高温辐射挡板、家庭用耐热餐具,以及热电偶保护管等。锂辉石陶瓷可制成零膨胀或微正膨胀陶瓷,因而,应用于叶轮翼片、喷气发动机部件、喷嘴衬片、内燃机部件,以及尺寸要求很稳定的高精度电子元件。

锂辉石陶瓷具有高温化学稳定性,可用于金属浇注桶、实验室燃烧舟和燃烧管、耐酸浸槽等。

责任编辑:刘主编

关键词:

锂辉石
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