Керамика из оксида алюминияОбладают такими преимуществами, как высокая изоляция, высокая теплоизоляция, коррозионная стойкость и высокая твёрдость. Они широко используются при изготовлении тиглей, свечей зажигания двигателей, высокотемпературных огнеупорных материалов, корпусов термопар, изоляционных подложек, уплотнительных колец, пресс-форм и т. д.
Более того, с повышением уровня производства в последние годы,керамика из оксида алюминияОни также завоевали популярность в оптической области. После полного уплотнения алюмооксидной керамики её светопропускание значительно улучшается, и она становится полупрозрачной, что позволяет заменить монокристаллический сапфир при производстве таких устройств, как дуговые разрядники натриевых ламп высокого давления, инфракрасные оптические компоненты, подложки для микроволновых интегральных схем и т. д. Более того, повышение плотности может также улучшить механические свойства алюмооксидной керамики.
Уплотнение — это процесс вытяжки газа.
Поры часто встречаются в керамических материалах, и процесс уплотнения керамики представляет собой процесс, в ходе которого их количество непрерывно уменьшается. В зависимости от различных процессов спекания поры часто остаются внутри керамических материалов двумя способами. Во-первых, они находятся внутри зерен керамики, а во-вторых, они располагаются на границах зерен.
Поэтому принято считать, что существуют два основных подхода к повышению плотностикерамика из оксида алюминияВо-первых, повышение температуры спекания или создание восстановительной атмосферы позволяет атомам керамики легче диффундировать при высоких температурах, обеспечивая спекание. В то же время, газообразная фаза керамики может легко диффундировать из зерен, что приводит к образованию плотной керамики в процессе спекания. Во-вторых, для улучшения уплотнения керамики можно использовать добавки.
Кроме того, в реальном производстве выбор сырья и производственный процесс также являются ключевыми моментами, влияющими на уплотнение алюмооксидной керамики.
Сырье: отборный высокочистый и сверхтонкий глинозем.
1. Выберите порошок оксида алюминия высокой чистоты.
В процессе приготовления керамического порошка неизбежно появление примесей. Органические примеси, в том числе, сгорают в процессе спекания, но в процессе уплотнения образуются поры неправильной формы. 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 уплотнение.керамика из оксида алюминия. Поэтому использование высокочистого порошка Эл₂O₃ является важным условием для получения алюмооксидной керамики с превосходными свойствами.
2. Уменьшить размер частиц порошка оксида алюминия.
Чем мельче частицы, тем короче время спекания. Это объясняется тем, что чем мельче частицы, тем плотнее их контакт. При спекании сокращается путь диффузии, и одновременно увеличивается движущая сила спекания – поверхностная энергия. Появление технологии получения ультратонких порошков открыло новые возможности для снижения температуры спекания керамических материалов, улучшения микроструктуры изделий и повышения механических свойств материалов (таких как твёрдость, прочность, вязкость, износостойкость и т. д.).
Однако из-за относительно высокой поверхностной энергии сверхмелких частиц порошка их зерна быстро и аномально растут в процессе высокотемпературного спекания. В то же время, поверхности сверхмелких частиц обладают относительно высокой активностью, что может привести к адсорбции примесей, что приводит к образованию неоднородного порошка и затрудняет процесс формования. Поэтому для производства высокоплотной керамики обычно выбирают порошковые материалы с размером частиц от 0,1 мкм до 1 мкм.
Однородность смешанных материалов
Для снижения температуры спеканиякерамика из оксида алюминияПеред спеканием в порошковые материалы необходимо добавлять соответствующие добавки. Поэтому степень перемешивания материалов также является важным фактором, влияющим на керамическое спеченное изделие. Цель перемешивания материалов — обеспечить однородность состава порошка. Если распределение состава неравномерно, локальный состав будет отклоняться от общего соотношения. В некоторых локальных областях добавок будет меньше, и оксид алюминия будет трудно спекаться при низких температурах. В областях с большим количеством добавок температура плавления ниже, и вероятно появление жидкой фазы, вызывающей быстрый рост зерен. В конечном итоге это приведет к неравномерной микроструктуре продукта и низкой плотности.
Разумный метод формования
Формование – один из важных процессов, непосредственно влияющих на процесс спекания и эксплуатационные характеристики спеченного изделия. Соответствующие эксперименты подтвердили, что при одинаковой температуре спекания, чем выше относительная плотность исходного изделия, тем выше и относительная плотность соответствующего спеченного изделия. Поэтому для обеспечения более высокой плотности обычно применяют относительно высокое давление формования. В настоящее время методы формования для высокопроизводительных изделийкерамика из оксида алюминияделятся на два типа: сухой метод и мокрый метод.
