Introduzione di 10 processi di sinterizzazione per ceramiche di allumina（1-4）
Introduzione di 10 processi di sinterizzazione per ceramiche di allumina（1-4）
1. Sinterizzazione a pressione normale
La sinterizzazione a pressione normale significa che il materiale viene sinterizzato a pressione atmosferica senza pressione, che è attualmente il metodo di sinterizzazione più comune. Comprende la sinterizzazione atmosferica in condizioni di aria e la sinterizzazione atmosferica in condizioni di una certa atmosfera gassosa speciale. Il metodo ha una temperatura di sinterizzazione più elevata, requisiti più elevati per il forno e un maggiore spreco di energia.
Al2O3 ha un punto di fusione elevato, quindi la preparazione della ceramica Al2O3 spesso richiede l'aggiunta di additivi per la sinterizzazione e la compattazione mediante sinterizzazione in fase liquida. Questo metodo può generalmente favorire la sinterizzazione delle ceramiche Al2O3. La sinterizzazione in fase liquida delle ceramiche Al2O3 genera fase liquida, diffusione facilitata e flusso viscoso attraverso la reazione chimica per ottenere la riorganizzazione delle particelle e il processo di trasferimento di massa, ridurre la temperatura di sinterizzazione delle ceramiche Al2O3 e accelerare l'efficacia della sinterizzazione.
Poiché la sinterizzazione atmosferica non ha una forza motrice esterna, è molto difficile eliminare tutti i pori all'interno della ceramica per raggiungere la densità teorica. Lo speciale processo di sinterizzazione si riferisce all'aggiunta di forza motrice di sinterizzazione durante il processo di sinterizzazione della ceramica di allumina per promuovere la densificazione della ceramica. Allo stato attuale, i processi di sinterizzazione speciali comuni comprendono principalmente la sinterizzazione con pressatura a caldo, la sinterizzazione con pressatura isostatica a caldo, la sinterizzazione con riscaldamento a microonde, la sinterizzazione al plasma a microonde, la sinterizzazione al plasma a scarica, ecc.
2. Sinterizzazione con pressatura a caldo
La sinterizzazione con pressatura a caldo consiste nell'applicare una pressione unidirezionale al campione ad alta temperatura per favorire la ceramica e ottenere la completa densificazione. Rispetto alla sinterizzazione convenzionale, la sinterizzazione ad una pressione di 15 MPa riduce la temperatura di sinterizzazione della ceramica di 200 ℃ aumentando la densità del 2%, e questa tendenza aumenta con l'aumento della pressione. Per la ceramica di allumina pura, la sinterizzazione convenzionale richiede una temperatura superiore a 1800 ℃. Tuttavia, per la sinterizzazione con pressatura a caldo a 20 MPa sono necessari solo 1500 ℃.
La pressione fornita dalla sinterizzazione con pressatura a caldo promuove il flusso di atomi nelle particelle e la pressione e l'energia superficiale insieme agiscono come forze motrici per rafforzare l'effetto di diffusione. Poiché la sinterizzazione con pressatura a caldo può sinterizzare a una temperatura più bassa, la crescita dei grani è inibita e il campione ottenuto è compatto e uniforme, di piccole dimensioni dei grani e ad alta resistenza. Tuttavia, non è adatto a produrre prodotti troppo alti, troppo spessi e di forma complicata, con una produzione su scala ridotta e costi elevati.
3. Sinterizzazione mediante pressatura isostatica a caldo
La sinterizzazione con pressatura isostatica a caldo è la sinterizzazione che applica pressione a tutte le direzioni del corpo ceramico contemporaneamente per ridurre la temperatura di sinterizzazione della ceramica e la ceramica ottenuta mediante sinterizzazione ha una struttura uniforme e buone prestazioni. Sebbene la sinterizzazione HIP possa ridurre con successo la temperatura di sinterizzazione della ceramica e possa ottenere articoli con forme complesse, la sinterizzazione HIP richiede l'incapsulamento o la presinterizzazione del corpo verde in anticipo e anche le condizioni di pressione sono relativamente dure.
4. Sinterizzazione ad altissima pressione
La sinterizzazione ad altissima pressione è la sinterizzazione a pressione più elevata. a causa della pressione più elevata, la diffusione atomica è inibita e la barriera di nucleazione è relativamente piccola. pertanto, ceramiche di allumina ad alta densità (>98%) e l'elevata purezza possono essere preparati a temperature più basse. Nel processo di sinterizzazione ad altissima pressione, l'esistenza della pressione aumenta i posti vacanti e la velocità di diffusione atomica nelle particelle. La pressione e l'energia superficiale insieme agiscono come forza motrice della sinterizzazione, che aumenta l'effetto di diffusione. La sinterizzazione ad altissima pressione di solito deve essere eseguita solo a una temperatura relativamente bassa per inibire la crescita anomala dei grani di cristallo, ottenendo così ceramiche di allumina di elevata purezza con elevato grado di densificazione, granulometria fine dei cristalli e distribuzione uniforme.
