Освоив эти технологии, вы также сможете спекать плотную алюмооксидную керамику!
Керамика из оксида алюминияимеют такие преимущества, как высокая изоляция, высокая теплоизоляция, коррозионная стойкость и высокая твердость. Они могут широко использоваться в производстве тиглей, свечей зажигания двигателей, высокотемпературных огнеупорных материалов, корпусов термопар, изоляционных подложек, уплотнительных колец, форм для инструментов и т. д.
Более того, с повышением уровня производства в последние годы,керамика из оксида алюминиятакже получили признание в оптической области. Когда керамика из оксида алюминия полностью уплотнена, ее светопропускание значительно улучшается, и она становится полупрозрачной, что может быть использовано для замены монокристаллического сапфира при производстве таких устройств, как дуговые трубки натриевых ламп высокого давления, инфракрасные оптические компоненты, подложки для микроволновых интегральных схем и т. д. Мало того, увеличение плотности может также улучшить механические свойствакерамика из оксида алюминия.
Уплотнение — это процесс выпуска газа.
Поры распространены в керамических материалах, и процесс уплотнения керамики на самом деле является процессом, в котором количество пор непрерывно уменьшается. Согласно различным процессам спекания, поры часто остаются внутри керамических материалов двумя способами. Один из них заключается в том, что они существуют внутри керамических зерен, а другой заключается в том, что они расположены на границах зерен.
Поэтому принято считать, что существуют два основных подхода к повышению плотностикерамика из оксида алюминия. Во-первых, за счет повышения температуры спекания или создания восстановительной атмосферы атомы в керамике могут легче диффундировать при высоких температурах, чтобы достичь спекания. В то же время газообразная фаза в керамике может легко диффундировать из зерен, что приводит к образованию плотной керамики в процессе спекания. Во-вторых, добавки могут использоваться для улучшения уплотнения керамики.
Кроме того, в реальном производстве выбор сырья и процесс производства также являются ключевыми моментами, влияющими на уплотнение алюмооксидной керамики.
Сырье: отборный высокочистый и сверхтонкий оксид алюминия.
1.Выбирайте порошок оксида алюминия высокой чистоты.
В процессе приготовления керамического порошка неизбежно внесение примесей. Органические примеси среди них будут сгорать в процессе спекания, но нерегулярные поры будут образовываться в процессе уплотнения. Неорганические примеси могут реагировать с керамическим порошком на высокотемпературной стадии или оставаться в матрице, образуя микротрещины. Эти микроструктурные дефекты, вызванные примесями, неизбежно окажут существенное влияние на уплотнениекерамика из оксида алюминия. Поэтому использование порошка Эл₂O₃ высокой чистоты является важным условием для приготовлениякерамика из оксида алюминияс превосходными свойствами.
2. Уменьшить размер частиц порошка оксида алюминия.
Чем мельче частицы, тем короче время спекания. Это связано с тем, что чем мельче частицы, тем теснее их контакт. При спекании путь диффузии короче, и в то же время движущая сила спекания — поверхностная энергия — также больше. Появление технологии приготовления ультратонких порошков открыло новый путь снижения температуры спекания керамических материалов, улучшения микроструктуры изделий и повышения механических свойств материалов (таких как твердость, прочность, ударная вязкость, износостойкость и т. д.).
Однако из-за относительно большой поверхностной энергии очень мелких частиц порошка зерна растут быстро или ненормально во время высокотемпературного процесса спекания. В то же время поверхности очень мелких частиц обладают относительно высокой активностью, которая может адсорбировать примеси, что приводит к образованию нечистого порошка и затрудняет процесс формования. Поэтому порошковые материалы, выбранные для производства высокоплотной керамики, обычно имеют диапазон размеров частиц от 0,1 мкм до 1 мкм.
Однородность смешанных материалов
Для снижения температуры спеканиякерамика из оксида алюминия, необходимо добавить соответствующие добавки к порошковым материалам перед спеканием. Поэтому уровень смешивания материалов также является важным фактором, влияющим на керамическое спеченное тело. Цель смешивания материалов - сделать состав порошка однородным. Если распределение состава неравномерно, локальный состав будет отклоняться от общего соотношения. В некоторых локальных областях будет меньше добавок, и оксид алюминия трудно спекать при низких температурах. В областях с большим количеством добавок температура плавления ниже, и, вероятно, появится жидкая фаза, что приведет к быстрому росту зерен. В конечном итоге это приведет к неравномерной микроструктуре продукта и низкой плотности.
Разумный метод формования
Формование является одним из важных процессов, которые напрямую влияют на процесс спекания и эксплуатационные характеристики спеченного тела. Соответствующие эксперименты подтвердили, что при той же температуре спекания, если относительная плотность сырого тела выше, относительная плотность соответствующего спеченного тела также выше. Поэтому, чтобы обеспечить более высокую плотность, обычно применяется относительно большое давление формования. В настоящее время методы формования для высокопроизводительныхкерамика из оксида алюминияделятся на два типа: сухой метод и мокрый метод.