高溫陶瓷的化學(xué)名稱叫氧化鋁陶瓷,它是以氧化鋁為主要原料。它與普通陶瓷有什么區(qū)別呢?從制造工藝上來說,高溫陶瓷的制作方法和一般陶瓷很相似,需要經(jīng)過原料處理、成型、干燥、高溫?zé)Y(jié)等多道工序。所不同的是,高溫陶瓷在原料上有些特殊的要求,即必須使用經(jīng)過特別制作的純氧化鋁。傳統(tǒng)的硅酸鹽陶瓷是使用粘土、長石和石英作為原料的,它們?nèi)叩谋壤龑?duì)燒成溫度和耐火的能力很有關(guān)系。后來發(fā)現(xiàn)在這些陶瓷原料中有三種主要物質(zhì):一種是低熔點(diǎn)的堿金屬氧化物為氧化鈉、氧化鉀;一種是構(gòu)成硅酸鹽的基本成分二氧化硅;一種是高熔點(diǎn)的氧化物,就是氧化鋁。當(dāng)其中的氧化鋁的含量逐漸增高,陶瓷承受高溫的本領(lǐng)就越大。例如含70%氧化鋁的陶瓷,最高使用溫度是1400度,含90-95%氧化鋁的1500-1550度,含99%氧化鋁的則可達(dá)1700-1800度,而含氧化鋁超過99.5%的竟可過1900度以上。用純的氧化鋁來制作陶瓷材料當(dāng)然也就引起人們的興趣。
。保梗玻茨,一個(gè)叫做魯夫的人在德國以純的氧化鋁粉,用陶瓷的成型方法做成試片,在2000度左右的溫度下燒制,居然得到一塊潔白如玉而且堅(jiān)硬非凡的陶瓷,它就是世界上第一塊純氧化鋁陶瓷。而直到1933年,才由德國的西門子公司以"燒結(jié)剛玉"的名稱問世。
高溫陶瓷最拿手的本領(lǐng)就是耐高溫,在空氣中可以耐受到1980度的高溫,可稱得"耐熱將軍"。為此,用它做成的爐管、坩堝、燃?xì)廨啓C(jī)、葉片等,可以在1600度的高溫中長期使用而不會(huì)變形。很多熔融金屬對(duì)它無可奈何,很多化學(xué)物品都不能侵犯它,用它來做成作高溫實(shí)驗(yàn)的容器是再合適不過了。氧化鋁陶瓷之所以有這樣高的耐高溫的本領(lǐng),主要是它本身的熔點(diǎn)很高,過2051度。在這個(gè)溫度以下,它是很穩(wěn)定的,在晶體結(jié)構(gòu)上不會(huì)有什么變化,就是說它只有一種結(jié)晶狀態(tài)存在,即一氧化鋁,又稱剛玉。高溫陶瓷且異常堅(jiān)硬,硬度幾乎與剛玉相當(dāng)。除了金剛石;碳化硼碳化硅,還有近年來興起的立方氮化硼等少數(shù)幾種物質(zhì)之外。它的硬度稱得上是名列前茅的。它的機(jī)械強(qiáng)度則是一般陶瓷的3-6倍,用其制作切削刀具,真?quot;削鋼如泥"。它尤其適宜作高速切削,不需換刀和磨刀,比硬質(zhì)合金刀具一般可提高工效一至數(shù)倍。
高溫陶瓷的化學(xué)穩(wěn)定性極佳,可抵抗酸、堿等化學(xué)物品的侵蝕。它還具有極好的電絕緣性能,每毫米的厚度可以耐受八千伏以上的電壓,是目前最好的電氣絕緣材料之一。
氧化鋁陶瓷還有透微波的特性,再加上它的介質(zhì)耗低,又耐高溫,就可以做成微波功率輸出窗口。甚至最新的可控?zé)岷司圩兗夹g(shù)中,它的真空室還得用氧化鋁陶瓷來制造,又由于它可以用薄膜成型法制成古十分之幾毫米的薄片,故而還可用來制造大規(guī)模 集成電路的基片等等。高溫陶瓷兼?zhèn)淞诉@么多突出的本領(lǐng),因此素有"陶瓷之王"的美稱。