טמפרטורה נמוכה Sintering טכנולוגיה של אלומינה קרמיקה

כיום ניתן לסכם את טכנולוגיית הטמפרטורה הנמוכה של קרמיקה אלומינה בשלושה היבטים: עיבוד חומרי גלם, עיצוב פורמולה ותהליך סינון. להלן סיכומים בהתאמה.

1. על ידי הפחתת גודל החלקיקים של אבקת אלומינה והגדלת הפעילות של אבקה, ניתן להפחית את הטמפרטורה sintering של גוף החרסינה.

לאבקה יש אנרגיה חופשית גבוהה יותר. אנרגיית פני השטח של האבקה היא הכוח המניע הפנימי של ההתפתלות. לכן, חלקיקים עדינים יותר של אבקת Al2O3 הם, גבוה יותר את מידת ההפעלה, קל יותר האבקה הוא sintered, וטמפרטורת sintering נמוכה יותר. בטכנולוגיית ההתפתלויות בטמפרטורה הנמוכה של קרמיקה מאלומינה, זהו אחד האמצעים החשובים לשימוש באבקת אלומיניום פעילות גבוהה כחומר גלם, כך שתכנולוגיית הכנת האבקה הופכת לקישור בסיסי בטכנולוגיית ההתפוררות בטמפרטורה הנמוכה של קרמיקה.

כיום, השיטות של הכנת אבקת אלומיניום אולטרה עדינה מופעלת בקלות מחולקים לשתי קטגוריות, אחת היא שיטה מכנית, השנייה היא שיטה כימית.

שיטה מכנית

חלקיק Al2O3 מעודן על ידי כוח חיצוני מכני. טכנולוגיית ריסוק נפוץ כולל שחיקה כדור, שחיקה רטט, שחיקה חול, שחיקה זרימת אוויר וכן הלאה. למרות שזה יעיל להגדיל את שטח הפנים הספציפי של אבקה באמצעות ריסוק מכני, זה בדרך כלל רק מסוגל להפחית את גודל החלקיקים הממוצע של אבקה על 1 מ 'או קצת יותר נכון. יתר על כן, יש לו טווח התפלגות גודל חלקיקים רחב והוא קל להביא מזהמים.

שיטה כימית

בשנים האחרונות, הייצור של אבקת Al2O3 טוהר אולטרה דק וגבוה על ידי שיטה כימית רטובה התפתחה במהירות, ביניהם שיטת סול-ג'ל הוא בוגר יותר. בשל היציבות הגבוהה של סול, מגוון של יונים מתכת יכול להיות מופץ באופן שווה ובאופן יציב בקולואיד, באמצעות התייבשות נוספת כדי ליצור ג'ל אחיד (גוף אמורפי), ולאחר מכן לאחר הטיפול המתאים ניתן להשיג פעילות גבוהה מאוד של אבקה עדינה תחמוצת מעורבת או פתרון מוצק אחיד.

2. להפחית את הטמפרטורה sintering של גוף חרסינה באמצעות העיצוב וה סימום של נוסחת חומר חרסינה

הטמפרטורה המפוררת של קרמיקה אלומינה נקבעת בעיקר על ידי התוכן של אלומינה בהרכב הכימי שלה. כך תהיה גבוהה יותר תכולת האלומיניום, כך תהיה הטמפרטורה ההתפוררות של חומרי החרסינה. בנוסף, הוא קשור גם למערכת הרכב של חומרי חרסינה, יחס הרכב והמינים שנוספו. לכן, על בסיס הבטחת כי הגוף הקרמי יכול לעמוד בדרישות המטרה והטכניות של המוצר, אנו יכולים לבחור מערכת חומר קרמיקה סבירה באמצעות עיצוב נוסחה, ולהוסיף תוספים מתאימים כדי לסייע בירי, כדי להפחית את הטמפרטורה sintering של קרמיקה אלומינה ככל האפשר.

כיום, התוספים שנוספו בעיצוב ניסוח ניתן לחלק לשתי קטגוריות על פי המנגנון השונה שלהם של קידום קרמיקה אלומינה, כלומר, התוספים יוצרים פתרון שלב או מוצק חדש ואת התוספים ויוצרים שלב נוזלי.

קטגוריה ראשונה: תוספים יוצרים פתרון שלב או מוצק חדש עם אלומינה

תוספים כאלה הם תחמוצות קרוב קבועים סריג של אלומינה, כגון TiO2, Cr2O3, fe2O3, MnO2, וכו '. סוג זה של תוסף מקדם את ההתפוררות של פורצלן אלומיניום עם סדירות מסוימת:

ת. התוספים שיכולים ליצור פתרון מוצק סופי עם אלומינה יש אפקט קירור גדול יותר מאלה יוצרים פתרון מוצק רציף;

ב. לתוספים של יון משתנה יש השפעה גדולה יותר מאשר תוספים של ערך קבוע;

ג. תוספים Cationic עם מחיר חשמל גבוה יש אפקט קירור גדול יותר.

יש למטיילים כי מכיוון שתוסף מסוג זה נוגע בהיעדר שלב נוזלי (ריתוך מחדש), קשה למלא את הנקבוביות בקריסטל, לחץ האוויר ירוד, והמאפיינים החשמליים יורדים יותר, מה שיש לקחת בחשבון בעיצוב הניסוח.

הסוג השני: התוסף שיוצר שלב נוזלי בירי

הרכיבים הכימיים של סוג זה של תוסף הם בעיקר SiO2, CaO, MgO, SrO, BaO, וכו '. הם יכולים ליצור חומרים בינאריים, ternary או חומרים eutectic מרובים עם רכיבים אחרים בתהליך הירי. הטמפרטורה sintering של קרמיקה אלומינה מופחתת מאוד בשל טמפרטורת היווצרות נמוכה של שלב נוזלי. כאשר כמות ניכרת (כ 12%) של השלב הנוזלי מופיע, חלקיקים מוצקים יש מסיסות מסוימת בשלב הנוזל ואת החלקיקים מוצקים ניתן להרטיב על ידי שלב נוזלי, הקידום של sintering הוא גם משמעותי יותר. מנגנון הפעולה טמון בכוח הרטבה ומתח פני השטח של שלב הנוזל על פני השטח של השלב המוצק, אשר הופכים את החלקיקים המוצקים קרובים וממלאים את הנקבוביות.

בנוסף, בשל פעילות פני השטח הגבוהה של הגבישים העדינים והפגומים בתהליך ההתפוררות, המסיסות בשלב הנוזלי גדולה בהרבה מזה של הגבישים הגדולים. בדרך זו, בתהליך sintering, גבישים קטנים ובינוניים לגדול ברציפות, הנקבוביות להקטין וrerystallization מתרחשת. על מנת למנוע צמיחת תבואה מוגזמת בשל recrystallization ולהשפיע על המאפיינים המכניים של קרמיקה, יש צורך לבחור כמה תוספים שאין להם השפעה על או אפילו לעכב את צמיחת תבואה בעיצוב נוסחה, כגון MgO, CuO ו NiO.

3. לאמץ תהליך sintering מיוחד כדי להפחית את הטמפרטורה sintering של גוף חרסינה

בתהליך של לחיצה חמה, כאשר הגוף הירוק מחומם ולחץ בו זמנית, sintering לא רק הושלם על ידי דיפוזיה והעברה המונית. בשלב זה, זרימת פלסטיק ממלאת תפקיד חשוב. הטמפרטורה של הגוף הירוק תהיה נמוכה בהרבה מהתחממות אטמוספרית, כך שלחץ חם הוא אחת הטכנולוגיות החשובות להפחתת טמפרטורת הקרמיקה Al2O3.

כיום, ישנם שני סוגים של שיטות לחץ חם: לחץ sintering וטמפרטורה גבוהה איזוסטטי לחיצה sintering (HIP). שיטת HIP יכולה להפוך את הגוף נתון ללחץ isotropic, ואת המיקרומבנה של קרמיקה הוא אחיד יותר מאשר שיטת sintering לחץ.

במקרה של חרסינה אלומיניום, אם sintering רגיל תחת לחץ נורמלי חייב להישרף לטמפרטורה גבוהה מעל 1800 מעלות צלזיוס, לחץ חם sintering ב 20MPa, בטמפרטורה נמוכה סביב 1000 מעלות צלזיוס כבר מעוות. טכנולוגיית sintering לחיצה חמה יכולה לא רק להפחית באופן משמעותי את הטמפרטורה sintering של קרמיקה אלומינה, אלא גם לעכב את צמיחת התבואה ולקבל קרמיקה אלומינה צפופה עם מיקרוקריסטלין בעוצמה גבוהה, מתאים במיוחד sintering של קרמיקה אלומינה שקופה קרמיקה קורונדיום. בנוסף, תהליך ההתפוררות של האלומיניום קשור לקצב ההתפוררות של אניונים, ואווירת ההפחתה תורמת להגדלת המשרה הפנויה של אניון, שיכולה לקדם את תהליך ההתפוררות. לכן, ואקום ואטמוספירה מימן sintering הם אמצעי עזר יעילים כדי לממש טמפרטורה נמוכה sintering של קרמיקה אלומינה.

בתהליך הייצור בפועל, על מנת לקבל את היתרונות הכלכליים המקיפים הטובים ביותר, טכניקות ירי נמוך שהוזכרו לעיל משמשים לעתים קרובות בשיתוף פעולה אחד עם השני, ביניהם השיטה של הוספת תוספים לפיטור יש את המאפיינים של עלות נמוכה, השפעה טובה ותהליך פשוט ומעשי בהשוואה לשיטות אחרות. הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור של אלומיניום פורצלן, חרסינה אלומיניום וחרסינה קורונדיום.

בנוסף, מנקודת המבט של חומרים, באמצעות טכנולוגיית שינוי סימום, את המאפיינים המכניים והחשמליים של קרמיקה אלומינה ניתן לשפר מאוד, ואת הגוף קרמיקה עם תכולת אלומינה נמוכה יכול להחליף את הגוף קרמיקה עם תוכן אלומינה גבוהה, שהוא גם אמצעי טכני יעיל בשימוש נפוץ על ידי ארגונים כדי להפחית את טמפרטורת sintering של מוצרי קרמיקה אלומינה.