陶瓷中铝元素的引入方式

发布时间：

2021-02-27 14:14

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铝元素是陶瓷化学组成中仅次于硅的重要存在，但在传统陶瓷工艺中，讲陶瓷原料并不单列氧化铝（Al2O3），这是为什么呢？当然不是因为氧化铝（Al2O3）不重要。在自然界的诸多矿石中，以氧化铝（Al2O3）晶体存在的天然刚玉，非常罕见，品相好的刚玉都是以红宝石、蓝宝石等尊贵身份存在。

宝石级刚玉

陶瓷工业生产中能大量使用的，都是生产加工出来的氧化铝粉。当然，由于物理化学性能的优越性，α- Al2O3粉被称为刚玉粉，α- Al2O3陶瓷也被称为刚玉。

氧化铝粉

氧化铝(aluminiumoxide)，化学式Al2O3。是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。例如高铝砖、辊棒。刚玉在摩氏硬度表中位列第9级。硬度高，比重大，人造氧化铝陶瓷的比重也能达3.6g/cm3因此是研磨工具的好材料。例如，球磨罐、球石。

氧化铝陶瓷

工业氧化铝是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石炉炼制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。

铝土矿

氧化铝在生产特种陶瓷中有重要作用，在日用陶瓷、工业陶瓷、建筑陶瓷等普通陶瓷生产中主要用于釉料中。氧化铝粉对于釉的耐火度、哑光度、硬度、白度以及烧成范围都有重要意义。并且，配方中使和氧化铝粉引入Al2O3与使用高岭土、球土等效果大不相同。

由于氧化铝粉成本高，即使普通工业级的也在数千元/吨，并用考虑到工艺性能要求，在普通陶瓷坯体中并不用氧化铝粉引入Al2O3。这就涉及到最重要的陶瓷原料——黏土。陶瓷被称为土与火的艺术，充分说明了黏土的重要性。

在现代陶瓷生产中，生产工艺及设备的改进，以及陶瓷添加剂的应用，尚且离不开黏土，在古代陶瓷生产中，黏土甚至是唯一的陶瓷原料。黏土是陶瓷中Al2O3的主要来源，高岭土、蒙脱石、叶蜡石、铝钒土等常见类型黏土中均富含Al2O3。

高岭土

生产中，想要提高陶瓷坯体配方中的铝含量，通常都是在满足工艺性能的前提下增加黏土的添加量。可使制品烧成温度更高，强度更大，膨胀系数更小。

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