【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度、硬度、耐磨損等性能指標(biāo)相當(dāng)甚至超過(guò)氧化鋯陶瓷制品，但成本則遠(yuǎn)低于其50%。因此，基于本項(xiàng)目技術(shù)制成的納米氧化鋁陶瓷制品將有巨大的市場(chǎng)容量和廣闊的發(fā)展空間，且隨著全球范圍內(nèi)的能源緊張和生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，將會(huì)加快對(duì)現(xiàn)有微晶氧化鋁陶瓷制品和氧化鋯陶瓷制品的替代推廣速度。第四章 場(chǎng)址選擇 場(chǎng)址所在位置現(xiàn)狀高新區(qū)梧桐大道南側(cè)（合盛光電產(chǎn)業(yè)公司廠區(qū)內(nèi)） 場(chǎng)址建設(shè)條件（1）基本市情**********市為**********省直轄市。位于**********東北部，居?xùn)|經(jīng)116176。57′—117176。42′，北緯28176。44′—29176。56′，西北與安徽東至縣交界，南與萬(wàn)年縣、西與波陽(yáng)縣接壤，東北與安徽祁門(mén)縣、東偏南與婺源縣毗連。全市土地面積5256平方公里。（2）自然條件氣候特點(diǎn)：屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫和濕潤(rùn)。全年光照充足，雨量充沛，四季分明，冬季多偏北風(fēng)，春夏之交梅雨綿綿，夏秋之際晴熱天多。，℃，極端最低氣溫為—℃，℃，無(wú)霜期269天，冰凍期短，氣候宜人。（3）基礎(chǔ)設(shè)施條件市域內(nèi)電力供應(yīng)充足，屬贛東北專(zhuān)線供電網(wǎng)絡(luò)。擬建場(chǎng)地電源來(lái)自華東大電網(wǎng)。所需電源由市供電局配送,可滿足項(xiàng)目要求。擬建場(chǎng)地水源由城市自來(lái)水網(wǎng)提供,能滿足項(xiàng)目建設(shè)要求。擬建場(chǎng)地中，將布置雨、污分流排水管道，排入市政管道中。通訊發(fā)達(dá)，建有一個(gè)可無(wú)限增容的電信端局，并實(shí)現(xiàn)了中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通兩個(gè)移動(dòng)通訊的無(wú)縫覆蓋。擬建場(chǎng)址市政道路上現(xiàn)已全部架設(shè)開(kāi)通全國(guó)直撥程控電話及移動(dòng)通訊，可滿足項(xiàng)目固定和移動(dòng)通訊要求。**********市乃至贛東北的一個(gè)交通樞紐，交通優(yōu)勢(shì)十分明顯，立體交通網(wǎng)絡(luò)基本形成。皖贛鐵路南北縱貫境內(nèi)，公路西通武漢約3小時(shí)車(chē)程；南到南昌、北至黃山約2小時(shí)車(chē)程；西至廬山1小時(shí)車(chē)程。**********機(jī)場(chǎng)已開(kāi)通北京、上海、廣州等航線，昌江水道經(jīng)疏浚后可直通鄱陽(yáng)湖達(dá)長(zhǎng)江。第五章 技術(shù)方案、設(shè)備方案和工程方案 技術(shù)方案技術(shù)簡(jiǎn)介本項(xiàng)目為自主開(kāi)發(fā)的世界首創(chuàng)生產(chǎn)工藝技術(shù)，主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)包括氧化鋁原料的納米級(jí)超細(xì)處理技術(shù)、氧化鋁粉高效研磨技術(shù)、氧化鋁研磨球與軸承的合理配方及先進(jìn)等靜壓成型工藝、低溫快速燒成工藝等，產(chǎn)品性能優(yōu)良達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。工藝技術(shù)原理材料性能由材料的微觀結(jié)構(gòu)決定，陶瓷作為三大材料之一其應(yīng)用范圍隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展得到了極大的提高，尤其在耐磨、耐高溫、耐高電壓，耐腐蝕等領(lǐng)域有著其它材料不可替代的功能。作為結(jié)構(gòu)陶瓷材料之一的氧化鋁陶瓷因其價(jià)格適中，性能穩(wěn)定成為結(jié)構(gòu)陶瓷廣泛使用的最佳材料。氧化鋁陶瓷的性能取決于剛玉晶體大小及分布情況。當(dāng)剛玉晶體尺寸控制在1微米左右時(shí)，其耐磨性能便與氧化鋯相當(dāng)(氧化鋯陶瓷之所以耐磨就在于它的晶粒尺寸控制在1微米左右)，,將可溶性鋁鹽(AiCl3 、AlNO3 或硫酸鋁銨)加氨沉淀再煅燒，氧化鋯粉料制備也是如此?；瘜W(xué)方法成本太高，依此法制得的氧化鋁納米粉體成本不低于15萬(wàn)元/噸，這種氧化鋁粉料多用于制造透明氧化鋁陶瓷。如紅外視窗和高壓鈉燈管。本項(xiàng)目納米氧化鋁粉料的制備采用物理方法結(jié)合高分子表面活性材料制。普通氧化鋁陶瓷粉料通過(guò)研磨獲得，當(dāng)其粒度達(dá)到幾微米時(shí)無(wú)論如何延長(zhǎng)研磨時(shí)間也不可再細(xì)。本項(xiàng)目改變大球研磨方法，采用小球攪拌研磨，同時(shí)加入高分子表面活性物質(zhì)（醇類(lèi)），效率增加十幾倍，可制得原晶粒度小200納米的氧化鋁粉料。氧化鋁陶瓷制備環(huán)節(jié)中的各工藝條件都對(duì)它的燒結(jié)和顯微結(jié)構(gòu)有極大影響。這些制備環(huán)節(jié)包括：粉體的制備過(guò)程、粒徑和粒度分布、成型方法、生坯密度、燒結(jié)溫度、升溫速率、保溫時(shí)間、燒成氣氛等。原料粉體：原料粉體的影響，主要指的是粉體的粒徑和粒度分布的影響。但同時(shí)涉及粉體的制備過(guò)程，所含的雜質(zhì)以及處理過(guò)程中的團(tuán)聚現(xiàn)象等。不同的粉體制備方法，由于自身的特點(diǎn)和采用的原料的區(qū)別，可能導(dǎo)致粉體在雜質(zhì)的種類(lèi)和含量、粉體的粒徑和粒度分布上有較大差異，從而對(duì)氧化鋁陶瓷的燒結(jié)和顯微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響。例如溶膠——凝膠制備的氧化鋁粉具有高度的化學(xué)均勻性、高純度、超微尺寸顆粒，而傳統(tǒng)的拜爾法生成的氧化鋁粉則純度較低，且存在嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。國(guó)外學(xué)者研究了在保持顆粒中位粒徑不變的情況下，改變顆粒尺寸分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)考察這種影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，寬顆粒分布使燒結(jié)中期致密化速率加快；窄分布延長(zhǎng)燒結(jié)中期的時(shí)間，使燒結(jié)后期晶粒粗化現(xiàn)象減少，最終致密度較高。這是由于級(jí)配的存在，使得樣品顆粒之間接觸點(diǎn)增多，減小了擴(kuò)散路徑的原因。雖然初始致密化速率較高，但寬粒度分布同時(shí)強(qiáng)化了燒結(jié)中期晶粒的生長(zhǎng)，由于晶粒生長(zhǎng)與坯體致密化是兩個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng)，因而燒結(jié)中期致密化速率比近單一尺寸樣品的致密化速率減小的快。另外，對(duì)于給定的粉料系統(tǒng)，存在一個(gè)最合適的粒度分布范圍，使樣品表現(xiàn)最好的燒結(jié)性。生坯密度：生坯的影響包括氧化鋁生坯成型方法和生坯密度的影響。氧化鋁結(jié)構(gòu)陶瓷的成型一般采用干壓、等靜壓、熱壓和等靜壓熱壓法等。不同的方法具有不同特點(diǎn)，對(duì)氧化鋁陶瓷燒結(jié)性能和顯微結(jié)構(gòu)的影響也會(huì)有所不同，致密化速率強(qiáng)烈依賴(lài)于生坯密度，而晶粒生長(zhǎng)則與生坯密度沒(méi)有關(guān)系。燒結(jié)體密度在相對(duì)密度 以下時(shí)，致密速率強(qiáng)烈依賴(lài)于生坯密度； 時(shí)則沒(méi)有明顯的影響。燒成工藝：在所有工藝參數(shù)中，溫度對(duì)氧化鋁的燒結(jié)是最直接的影響因素。產(chǎn)品的致密化速率、最終結(jié)構(gòu)往往也反映了它經(jīng)歷過(guò)什么樣的熱處理過(guò)程。在燒結(jié)早期，未經(jīng)預(yù)熱的樣品致密化速率緩慢，預(yù)熱后的樣品致密速率隨密度線性增加。燒結(jié)后期，經(jīng)過(guò)預(yù)熱的樣品在相對(duì)密度 97%后致密速率下降更快，最終致密度較低；未預(yù)熱的樣品最終致密度稍高。未預(yù)熱的樣品晶粒大，而預(yù)熱則使晶粒尺寸更加均一。這是由于未經(jīng)預(yù)熱的樣品早期致密化速率下降的時(shí)候，發(fā)生了晶粒的長(zhǎng)大造成的。 合理配方：早在 1954 年，阿肯色州立大學(xué)的 Smothers 和 Reynolds 教授就添加劑對(duì)Al2O3 燒結(jié)的影響作了大量的研究。并按添加劑對(duì) Al2O3 燒結(jié)作用的作用效果，劃分成明顯促進(jìn) Al2O3 燒結(jié)（包括 Ti、Nb、Mn、Cu、Ge 的氧化物），對(duì) Al2O3 燒結(jié)無(wú)明顯影響（包括 Ga、Y、P、Fe、Th、Ce、Zr、Co 的氧化物）以及對(duì) Al2O3 燒結(jié)起阻礙作用（主要包括鹵素金屬化合物、堿金屬的氧化物等）的三類(lèi)。并對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了初步探討。時(shí)至今日，人們已經(jīng)就添加劑對(duì)氧化鋁燒結(jié)的影響機(jī)理進(jìn)行了大量研究，并通過(guò)研究顯微結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，深入探討了添加劑對(duì)氧化鋁陶瓷的影響，取得了初步共識(shí)：（1）添加劑自身或與基體反應(yīng)生成液相：氧化 鋁 是 玻 璃 的 中 間 體 ，在 許 多 玻 璃 中 都 具 有 一 定 的 溶 解 度，如MgOAl2O3SiO2(MAS), CaOAl2O3SiO2(CAS), Li2OAl2O3 SiO2 (LAS)系統(tǒng)。在這些玻璃相存在的情況下，可通過(guò)溶解－沉淀機(jī)理，促進(jìn)氧化鋁燒結(jié)。同時(shí)使氧化鋁晶粒在長(zhǎng)大過(guò)程中出現(xiàn)擇優(yōu)生長(zhǎng)。在一個(gè)方向上具有較高的生長(zhǎng)速率，形成棒晶。（2）與基體氧化鋁形成固溶體。（3）與基體氧化鋁通過(guò)固相反應(yīng)生長(zhǎng)出新的復(fù)合相。其他因素：其它因素主要包括爐內(nèi)氣氛、燒結(jié)過(guò)程中是否加壓等。早在 1962 年，Coble就討論了不同氣氛對(duì)燒結(jié)的影響。指出摻雜 ％MgO 的 Al2O3 在氫氣和氧氣中可燒結(jié)到理論密度，而在空氣、氮?dú)饣驓鍤庵胁荒堋毫Φ拇嬖谟兄跉饪椎呐趴?，促進(jìn)樣品的致密。同時(shí)，對(duì)于無(wú)壓燒結(jié)的樣品，氣氛對(duì)氧化鋁材料的密度也有重要影響，不同氣氛下樣品的晶粒大小，尺寸分布，晶粒的長(zhǎng)徑比等，都出現(xiàn)顯著差異。氮?dú)夥障聼Y(jié)的樣品，晶粒長(zhǎng)徑比更大，尺寸更小，粒度分布也更窄。 陶瓷的制備過(guò)程，有著復(fù)雜的作用機(jī)理和影響方式，制備過(guò)程中每一個(gè)步驟都可能極大的影響到燒結(jié)和顯微結(jié)構(gòu)。因此控制好制備過(guò)程中的工藝參數(shù)是獲得理想結(jié)果必要條件。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)——納米氧化鋁陶瓷研磨球AL2O3 ≧ 95% 比重 ≧ ≥氣孔率 0% 吸水率 0% 硬度 Hm 9 當(dāng)量耗率 ≤%產(chǎn)品質(zhì)量經(jīng)與日本昭和株式會(huì)社及國(guó)內(nèi)兩家最大的陶瓷研磨球生產(chǎn)廠家即廣東特高特公司、山東中材先進(jìn)材料股份有限公司的產(chǎn)品作對(duì)比試驗(yàn)（快速磨，300轉(zhuǎn)/分鐘），磨耗僅為日本昭和的1/3，為特高特公司的1/8—1/10，為中材公司的1/5—1/6。與氧化鋯陶瓷球?qū)Ρ饶ズ牡?020%。－120萬(wàn)/噸，國(guó)內(nèi)年需求量約為3000噸，相同填球量本項(xiàng)目產(chǎn)品按10萬(wàn)/噸出售可為使用廠家每噸節(jié)省5萬(wàn)8萬(wàn)?！{米氧化鋁陶瓷軸承納米氧化鋁陶瓷軸承與普通軸承的最大區(qū)別在于采用了由納米級(jí)氧化鋁粉作為主材料制造的陶瓷軸承并且搭配了特殊的納米級(jí)粒子潤(rùn)滑劑。納米級(jí)氧化鋁粉具有大幅降低燒結(jié)溫度、高硬度、高強(qiáng)度的特點(diǎn)。在熱膨脹系數(shù)、摩擦系數(shù)、密度、硬度等方面的參數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于油封軸承及滾珠軸承所使用的青銅以及軸承鋼，甚至于有些參數(shù)已達(dá)到可與鉆石系數(shù)相媲美的程度。利用這些特點(diǎn)使納米陶瓷軸承本身可以將密度做到很小，使耐高溫程度得以擴(kuò)大，并且具有了極強(qiáng)的絕緣性及抗壓、耐氧化、耐腐蝕的特性，大幅領(lǐng)先傳統(tǒng)工藝風(fēng)扇生產(chǎn)。傳統(tǒng)油封軸承風(fēng)扇在使用過(guò)程中磨耗嚴(yán)重，使用壽命非常短，而且很容易隨著溫度的升高使內(nèi)部受熱膨脹而卡住軸心，出現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低甚至停止轉(zhuǎn)動(dòng)的情況，對(duì)各種設(shè)備的芯片而言這是極其危險(xiǎn)的。而采用納米氧化鋁陶瓷軸承的風(fēng)扇則具有非常強(qiáng)的耐高溫能力，而且納米級(jí)的粒子潤(rùn)滑劑同時(shí)又具有不易揮發(fā)的特點(diǎn)，使采用納米氧化鋁陶瓷軸承的風(fēng)