1、原料与配方
所用原料及化学组成如下：
设定各原料范围用量，用正交法做配方试验，结果A2配方较好。配方属BaO－CaO－MgO－Al2O3－SiO2多元系统的高铝瓷料方并加入少量TiO2作矿化剂，其特点是：①已煅烧铝粉用量≮70％，膨润土用量≯2.8％；②坯料化学组成中Al2O3量>80％，SiO2≯13.5％（BaO+CaO+CaF2+MgO+TiO2+R2O等）约为5％~7％，与一般80高铝瓷相比，料方中Al2O3和RO+TiO2量略为偏高，而SiO2量略为偏低。
2、生产工艺
在既定配方的条件下，一定要有合理的生产工艺相结合，才能最终生产出高性能的产品。其生产工艺和质量控制因了指标和下：
配料→球磨→过筛→压滤→真空练泥→陈腐→挤制成条→可塑成球→烘干→装匣烧成
①干法配料：采取一次性投料。首先将莹石、方解石粗碎至粒径<3mm然后进磨，外加0.03％的木质碳酸钙为助磨剂。
②球磨时间为68~72小时，料:球:水为1:2:0.6，细度控制指标为万孔筛余率<0.03％（5μ以下颗粒占90％以上）。
③可塑法成型，放尺率为1.248，成型水分18~20％。
④在20m3倒焰圆窑中烧成，适当稀码装匣，快速升温，见红后放慢升温速度，烧成温度ＳＫ16锥，保温2小时，烧成时间约28小时，止火后打开1/4窑门自然冷却。
二、产品性能检测
目前国内尚无此类产品的性能检测标准，我们从使用角度出发，对试样和产品进行应用性能方面的抽检测试：
①抗压强度：以SY-30液压压力试验机测定10个试样（Ф17.6×17.5mm），数值为702Mpa。按用户验收条件：以10″钢丝钳夹压直径为10mm的瓷球，用力钳不裂为合格，抽测产品无一夹裂为合格产品。
②抗冲击强度：以化工部兰州非金属材料及设备监测中心的抗冲击仪及提出的方法测试的，数值为5.13kgfcm/cm3。为考查产品实际使用效果，将瓷球从六层楼顶（约26m高）用力向下掷至地面钢板，瓷球无损为准。
③抗热震性：直径为10mm的瓷球，在850℃~19℃（水）淬冷不裂。
④吸水率、湿气孔率、体积密度按化工部化工机械研究院、化工部非金属材料及设备监测中心制定的方法测定，结果为0.19％、0.63％、3.29g/cm3。
⑤化学稳定性：耐酸度与耐碱度均按化工部化工机械研究院、化工部非金属材料及设备监测中心提出的方法进行检测。抗氢氟酸浸蚀的测定方法如下：将洗净烘干的瓷粒（Ф1.5~0.5mm）10g（准确称至0.0001g），置于塑料杯中，注入0.2％的氢氟酸约250ml，静置24小时，然后洗涤、烘干、称量。结果如下：（室温20℃±1℃）
三、讨论
1、组成对产品性能和生产工艺的影响
在高铝瓷中，Al2O3组分是刚玉晶相形成之源，Al2O3含量愈高，瓷体抗应力和抗腐蚀破坏等性能愈强，但相应地提高了烧成温度，致使工艺条件和经济性均带来一些不利因素。故本产品以化工厂家提出的Al2O3量要求为基础，设法提高材质性能和使生产的技术经济性好。泥料中的Al2O3组分主要来源于煅烧铝粉，考虑泥料的成型性能和烧结性能等因素，在泥料中应加入部分粘土，主要作用是：①改善泥料的可塑性。②以这种形式带入的Al2O3易溶于熔体中而促进烧结，并形成铝硅酸盐玻璃。③易与残余SiO反应形成莫来石，结果提高了抗氢氟酸的浸蚀性，也有助于降低烧成温度。
瓷料中TiO、CaF2、BaO等组分与SiO2一起，在适当高温下对Al2O3 有很强溶解力，可形成一定数量的铝硅酸盐熔体（玻璃），从而促进烧结，且玻璃网络结构得以增强（网络断键少）。试验表明，高铝瓷料中适当增加CaO、BaO等可降低烧成温度，但化学稳定性略有下降。
SiO2在烧成时能与Al2O3、CaO、BaO等形式低熔点共熔物，这些液相的生成，其作用是：①有效地促进传质，利于烧结。②产生二次结晶作用而减少刚玉晶粒的表面缺陷，液相也可抑制晶粒异常长大。③依靠对固相的滋润力和表面张力拉紧固体粒子，并填充气孔，使制品受蚀表面积减小。为此提高了材质抗蚀性等使用性能，降低了烧成温度。在Al2O3量一定时，如果过分提高SiO2的含量，虽然莫来石量会增加，但胶结晶粒玻璃相少，同时烧成温度提高，烧结程度不好（气孔率增至2％），抗蚀性亦下降。因此，SiO需保持一定的用量范围，即可保证有适量液相，又可形成铝硅酸盐玻璃。
TiO2的主要作用是：①与Al2O3固熔，活化晶粒，促进烧结。②增加Al2O3晶格缺陷，使CaO-BaO-Al2O3-SiO2系统易熔。TiO2的加入量一般在0.5%~0.9% 。
MgO的作用在于：由于可在刚玉晶体表面形成镁铝尖晶石而抑制Al2O3晶体长大，提高瓷体致密度，还可促进残余SiO2与Al2O3反应形成莫来石。但其助熔作用不好，MgO含量的变化对瓷体抗蚀性、烧成温度等影响并不大。
通过试验还发现，要保证产品性能和生产的可行性与经济性，应注意成分变化的相互制约性：①Al2O3含量高，则TiO2量须提高；②SiO含量提高，CaO+BaO等含量须提高。
总之，在系统试验的基础上，确定出的配方，可保证产品有足够的刚玉晶相和适量的玻璃相，还使玻璃抗氢氟酸性得以增强，因而产品使用性能好。且按以上配方，成型性能好，烧成时存在足量液相，又有少量TiO2活化晶格，共同作用，促进传质，使得可在SK17以下温度烧成产品。
2、工艺方法对产品性能和成本的影响
原料充分细磨，有利于以下几方面：
①提高泥浆悬浮性，保证泥料成分均匀；
②在保证成型性的条件下，减少粘土用量，而使Al2O3组分多由a- Al2O3粉引入。
③促进烧结，降低烧成温度。
④促进显微结构组织均匀，形成二次莫来石，强化玻璃结构，降低气孔率。
基于此，并考虑加工成本因素，特制定本工艺方法和质量指标。生产中曾出现榨泥漏浆的问题，通过垫放两层滤布（接触泥料面用粗孔布，接触榨片面用细孔布），解决了这一问题。
烧成制度对产品性能影响较大，以提高产品性能为原则，以瓷球配方、形状大小和窑炉结构等具体情况为依据，确定其烧成制度。
①高铝瓷烧成热耗大，为促进窑炉交换，使其窑温均匀，采取稀码装烧。
②为提高瓷体致密性和形成微晶，烧成初期应快速升温（坯料瘠性料多，对于形状简单，尺寸小的半成品完全可以做到），1000℃后出现液相并增多及烧结期晶粒长大时，应慢速升温以便排出气体。为促进充分烧结使其均匀，强化组织结构，应高火保温。
③止火后快冷是形成微晶的决定性保证。产品从塑态冷却至固态时（1050℃~850℃），过快冷却会使产品存在余应力而降低性能。止火后打开1/4窑门，可使冷却制度基本符合要求。
