中國粉體網(wǎng)訊  陶瓷材料一般在熱應(yīng)力下比較容易被破壞，抗熱震性能較差。抗熱震性能和材料的熱膨脹性能有很大關(guān)系，低膨脹陶瓷材料在耐熱沖擊性方面有著優(yōu)異的性能。陶瓷材料的膨脹行為可分成兩種，一種是陶瓷材料本身具有低膨脹特性，另一種是陶瓷晶粒熱膨脹的各向異性，使多晶陶瓷產(chǎn)生熱應(yīng)力，易出現(xiàn)裂紋，顯示出低膨脹特性。

一般認(rèn)為，熱膨脹系數(shù)的絕對(duì)值低于2×10^-6℃^-1的的陶瓷為低膨脹陶瓷，1948年以前，主要使用的低膨脹陶瓷有:氧化鋯、堇青石和石英玻璃。此后，相繼發(fā)現(xiàn)β-鋰輝石、β一鋰霞石、Li₂O-(MgO)-Al₂O₃-SiO₂系統(tǒng)微晶玻璃、鈦酸鹽等具有低膨脹特性。70年代中期，又發(fā)現(xiàn)了以ZrO₂-P₂O₅為基礎(chǔ)的一系列陶瓷具有典型的負(fù)膨脹至零膨脹性能。

1、堇青石陶瓷

堇青石的線熱膨脹系數(shù)約2x10^-6K，熔點(diǎn)1460℃，具有良好的熱穩(wěn)定性能和耐一熱性能。堇青石晶體的熱膨脹呈現(xiàn)各向異性，在c軸方向是負(fù)值，在a軸方向是正值，這樣在c軸方向呈現(xiàn)負(fù)的膨脹，整體顯示非常小的熱膨脹。因此，利用堇青石制備多孔陶瓷既具有堇青石的較低熱膨脹系數(shù)，良好的化學(xué)穩(wěn)定性、介電性能等性質(zhì)，又具有多孔陶瓷低密度、高滲透率、抗腐蝕、耐高溫、隔熱良好等性能。

2、鈦酸鋁陶瓷

鈦酸鋁陶瓷熔點(diǎn)（1860℃）較高，熱膨脹系數(shù)0.5~1.5x10^-6/K(20-1000℃)，抗熱沖擊性能好。但鈦酸鋁陶瓷本身熱膨脹系數(shù)各向異性很大，造成其內(nèi)部出現(xiàn)大量的微裂紋，局部內(nèi)應(yīng)力集中與熱膨脹系數(shù)增大，從而失去其優(yōu)良的抗熱震性。而且在750~1300℃溫度范圍內(nèi)易發(fā)生分解，影響了它的廣泛應(yīng)用。

3、磷酸鹽陶瓷

磷酸鹽陶瓷材料是指MIMIIZr₄(PO₄)₆系列，其中MI、MII分別代表堿金屬和堿土金屬。M為Na時(shí)，簡稱NZP。NZP族磷酸鹽陶瓷材料存在的主要問題是力學(xué)性能較差，并且材料結(jié)構(gòu)中含有堿金屬元素，這些堿金屬元素的存在會(huì)影響材料的介電性能，尤其是介電損耗，因此，此類材料不宜作透波材料，但磷酸鹽陶瓷材料有豐富的離子取代性，可以采用可行性離子取代堿金屬離子，減小甚至消除堿金屬離子對(duì)材料介電性能的影響，這樣，加上磷酸鹽陶瓷復(fù)合材料的高強(qiáng)度、低介電常數(shù)、低介電損耗，可以用來制備低介電天線罩。

4、鋰鋁硅酸鹽陶瓷

鋰鋁硅酸鹽類低熱膨脹陶瓷有兩類，鋰霞石類和鋰輝石類，鋰霞石晶體組成為Li₂O:Al₂O₃，化學(xué)式是LiAlSiO₄。

β-鋰霞石陶瓷不僅熱膨脹系數(shù)低，其介電常數(shù)也很很低，若用其制備介電常數(shù)較大的涂層材料需添加高介電常數(shù)的材料來調(diào)節(jié)其介電性能。

自然界中的鋰輝石以α-鋰輝石的形式存在，α-鋰輝石在加熱過程中會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榉�(wěn)定的β-鋰輝石并伴隨著30％左右的體積膨脹，為了避免材料在制備過程中的變形等缺陷，鋰輝石在使用前必須經(jīng)過1100℃左右溫度下的煅燒處理。

5、透鋰長石

透鋰長石是自然界中存在的另一種含鋰礦物。

透鋰長石晶體具有極低的熱膨脹系數(shù)(α20～600℃=0.3×10^－6/℃)，與鋰輝石相比，在高溫下沒有晶型的變化，使用前不用煅燒；此外，在相同質(zhì)量加入量的情況下，透鋰長石質(zhì)陶瓷具有更低的熱膨脹系數(shù)，制成的耐熱陶瓷具有更高的熱穩(wěn)定性。

6、復(fù)相陶瓷

由鋰輝石與堇青石組成的復(fù)相陶瓷具有比純鋰輝石陶瓷更低的熱膨脹系數(shù)。此外，微晶玻璃也是一種復(fù)合材料，只要微晶玻璃中析出的主晶相是堇青石、β-鋰輝石、β-鋰霞石等低膨脹晶體，那么這種微晶玻璃也具有低膨脹性。

參考來源：

[1]李川等.利用透鋰長石制備低膨脹陶瓷材料

[2]劉虎等.透鋰長石質(zhì)低膨脹陶瓷的研制

[3]劉燕燕.低溫低膨脹陶瓷涂層一的制備及性能研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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