Краеугольный камень алюмооксидной керамики: основные сырьевые материалы, свойства и содержание Эл₂O₃ 95–99,9%
Благодаря своей исключительной механической прочности, отличным электроизоляционным свойствам, хорошей стойкости к высоким температурам и коррозионной стойкости,керамика из оксида алюминиязанимают незаменимое и ключевое место в современной промышленности. В данной работе представлен углубленный анализ основного сырья, определяющего эксплуатационные характеристики алюмооксидной керамики, — промышленного глинозема, охватывающий его классификацию, характеристики и процессы получения. Начиная с проблемных областей применения в высокотехнологичном производстве и объединяя конкретные сценарии применения, авторы раскрывают ключевое влияние чистоты сырья, размера частиц и технологических характеристик на эксплуатационные характеристики конечного продукта. Кроме того, в статье систематически рассматривается ряд решений, от очистки сырья и регулирования микроструктуры до передовых технологий спекания, а также представлены краткий обзор и прогноз будущих тенденций развитияалюмооксидная керамикасырье.
Керамика из оксида алюминия; Основное сырье; Промышленный глинозем; Чистота; Размер частиц; Спекающие добавки; Регулирование производительности
Точное редактирование керамических «генов» от сырья до структуры
Для системного решения вышеупомянутых проблем необходимо вернуться к основам производства сырья. Благодаря многомерным и точным методам контроля мы можем добиться ремоделирования свойств на генетическом уровне.керамика из оксида алюминия.
1. Отбор и сортировка сырья: создание основы эффективности
Промышленный глинозем (Эл ₂ O3) — это не отдельное вещество, а целое семейство, строго классифицированное по чистоте:
●Универсальный тип(например, 95%, 99% Эл₂O₃): подходит для сценариев с низкими требованиями к производительности, таких как огнеупорные материалы и общие структурные компоненты.
●Тип высокой чистоты(например, 99,5%, 99,7% Эл ₂ O3): благодаря чрезвычайно низкому содержанию примесей щелочных металлов он является основным сырьем для производства высокопроизводительной электронной керамики, прозрачной керамики и свечей зажигания.
●Тип сверхвысокой чистоты(99,9% и выше): в основном используется в таких областях, как полупроводники, лазеры и высокотехнологичная оптика, где требования к чистоте достигают уровня частей на миллион или даже частей на миллиард.
На основе эксплуатационных требований к конечным продуктам точно подобрать уровень чистоты сырья и исключить эксплуатационные риски, вызванные примесями из источника.
2. Точный контроль размера и морфологии частиц: формирование идеальных микроструктур
Размер частиц, распределение и морфология сырья напрямую определяют активность спекания и микроструктуру конечной керамики:
●Ультратонкий размер частиц и узкое распределение:Благодаря передовым технологиям измельчения и классификации, таким как струйная и песчаная мельницы, порошок оксида алюминия обрабатывается до субмикронного и даже нанометрового уровня, при этом распределение его размеров строго контролируется. Ультратонкие и однородные частицы обладают большей удельной поверхностью и более высокой движущей силой спекания, что облегчает низкотемпературное спекание и высокую плотность, а также позволяет производить высококачественную керамику с мелким зерном и однородной структурой.
●Лечение сфероидизацией:Частицы, близкие к сферическим, обладают лучшей заполняемостью и сыпучестью, что не только улучшает однородность сухих прессованных заготовок, но и способствует процессам переноса материала и уплотнения при спекании.
3. Научное составление смесей для спекания: руководство ддддххумный навигацией" по спеканию
Для снижения температуры спекания, подавления аномального роста зерен, очистки границ зерен или придания определенных функций обычно вводят небольшое количество (0,5–5%) спекающих добавок:
●MgO:Классическая добавка, эффективно подавляющая аномальный рост зерен оксида алюминия и способствующая гомогенизации микроструктуры. Ключ к получению высокопрочной и прозрачной керамики.
●SiO ₂, CaO, MgO и т. д.:Образуя мгновенную жидкую фазу, они значительно ускоряют миграцию материала и достигают высокой плотности при низких температурах, однако следует уделять внимание влиянию остатка жидкой фазы на эксплуатационные характеристики при высоких температурах.
●Оксиды редкоземельных элементов(Y ₂ O3, Ла ₂ O3 и т.д.): могут дддхххпиндддххх границы зерен, удалять зернограничные примеси, значительно улучшать сопротивление ползучести при высоких температурах и надежность долговременной эксплуатации керамики.
4. Совместная оптимизация процессов формования и спекания
Даже если сырье является идеальным, для полной реализации его потенциала необходимо сочетать современные процессы формования и спекания:
●Изостатическая формовка давлением:Обеспечивает изотропное формовочное давление для получения высокоплотных, бездефектных керамических изделий.
●Горячее прессование-спекание и горячее изостатическое прессование-спекание:Под синергетическим воздействием температуры и давления внутренние поры материала практически полностью устраняются, и получаются изделия из алюмооксидной керамики с плотностью более 99,99% и эксплуатационными характеристиками, приближающимися к теоретическому пределу.