Una volta padroneggiate queste tecniche, sarete in grado di sinterizzare anche la ceramica di allumina densa!
Ceramica di alluminaPresentano vantaggi quali elevato isolamento termico, elevata resistenza alla corrosione ed elevata durezza. Possono essere ampiamente utilizzati nella produzione di crogioli, candele per motori, materiali refrattari ad alta temperatura, involucri per termocoppie, substrati isolanti, anelli di tenuta, stampi per utensili e così via.
Inoltre, con il miglioramento del livello di produzione, negli ultimi anni,ceramiche di alluminaHanno guadagnato popolarità anche nel campo ottico. Quando le ceramiche di allumina vengono completamente densificate, la loro trasmissione luminosa migliora significativamente e diventano traslucide, il che le rende adatte a sostituire lo zaffiro monocristallino nella produzione di dispositivi come tubi ad arco per lampade al sodio ad alta pressione, componenti ottici a infrarossi, substrati per circuiti integrati a microonde e così via. Non solo, l'aumento di densità può anche migliorare le proprietà meccaniche diceramiche di allumina.
La densificazione è un processo di esaurimento dei gas.
I pori sono comuni nei materiali ceramici e il processo di densificazione della ceramica è in realtà un processo in cui il numero di pori diminuisce costantemente. A seconda dei diversi processi di sinterizzazione, i pori spesso rimangono all'interno dei materiali ceramici in due modi. Uno è perché si trovano all'interno dei grani ceramici, l'altro è perché si trovano ai bordi dei grani stessi.
Pertanto, si ritiene generalmente che esistano principalmente due approcci per migliorare la densità diceramiche di alluminaIn primo luogo, aumentando la temperatura di sinterizzazione o creando un'atmosfera riducente, gli atomi nella ceramica possono diffondere più facilmente ad alte temperature per ottenere la sinterizzazione. Allo stesso tempo, la fase gassosa nella ceramica può diffondere facilmente fuori dai grani, portando alla formazione di ceramiche dense durante il processo di sinterizzazione. In secondo luogo, è possibile utilizzare additivi per migliorare la densificazione della ceramica.
Inoltre, nella produzione vera e propria, anche la selezione delle materie prime e il processo produttivo sono punti chiave che incidono sulla densificazione della ceramica di allumina.
Materie prime: selezionare allumina ultra-fine e ad elevata purezza.
1.Selezionare polvere di allumina ad elevata purezza.
È inevitabile introdurre impurità durante il processo di preparazione della polvere ceramica. Le impurità organiche, tra cui quelle presenti, verranno bruciate durante il processo di sinterizzazione, ma si formeranno pori irregolari durante il processo di densificazione. Le impurità inorganiche possono reagire con la polvere ceramica nella fase ad alta temperatura o rimanere nella matrice formando microfratture. Questi difetti microstrutturali causati dalle impurità avranno inevitabilmente un impatto significativo sulla densificazione.ceramiche di alluminaPertanto, l'utilizzo di polvere di Al₂O₃ ad alta purezza è un prerequisito importante per la preparazioneceramiche di alluminacon proprietà eccellenti.
2. Ridurre la granulometria della polvere di allumina.
Più fini sono le particelle, più breve è il tempo di sinterizzazione. Questo perché più fini sono le particelle, più stretto è il loro contatto. Durante la sinterizzazione, il percorso di diffusione è più breve e, allo stesso tempo, anche la forza motrice della sinterizzazione, ovvero l'energia superficiale, è maggiore. L'avvento della tecnologia di preparazione delle polveri ultrafini ha aperto nuove strade per ridurre la temperatura di sinterizzazione dei materiali ceramici, migliorare la microstruttura dei prodotti e potenziare le proprietà meccaniche dei materiali (come durezza, resistenza, tenacità e resistenza all'usura, ecc.).
Tuttavia, a causa dell'energia superficiale relativamente elevata delle particelle di polvere estremamente fini, i grani crescono rapidamente o in modo anomalo durante il processo di sinterizzazione ad alta temperatura. Allo stesso tempo, le superfici delle particelle estremamente fini presentano un'attività relativamente elevata, che può assorbire impurità, con conseguente polvere impura e difficoltà nel processo di formatura. Pertanto, i materiali in polvere selezionati per la produzione di ceramiche ad alta densità presentano generalmente una granulometria compresa tra 0,1 μm e 1 μm.
L'uniformità dei materiali miscelati
Per ridurre la temperatura di sinterizzazione diceramiche di allumina, è necessario aggiungere additivi appropriati ai materiali in polvere prima della sinterizzazione. Pertanto, anche il livello di miscelazione del materiale è un fattore importante che influenza il corpo ceramico sinterizzato. Lo scopo della miscelazione del materiale è uniformare la composizione della polvere. Se la distribuzione della composizione non è uniforme, la composizione locale si discosterà dal rapporto complessivo. In alcune aree ci saranno meno additivi e l'allumina è difficile da sinterizzare a basse temperature. Nelle aree con più additivi, il punto di fusione è più basso ed è probabile che si formi una fase liquida, causando una rapida crescita dei grani. Alla fine, ciò porterà a una microstruttura irregolare del prodotto e a una bassa densità.
Metodo di stampaggio ragionevole
Lo stampaggio è uno dei processi più importanti che influenzano direttamente il processo di sinterizzazione e le prestazioni del corpo sinterizzato. Esperimenti pertinenti hanno dimostrato che, alla stessa temperatura di sinterizzazione, se la densità relativa del corpo crudo è maggiore, anche la densità relativa del corpo sinterizzato corrispondente è maggiore. Pertanto, per garantire una densità maggiore, viene generalmente applicata una pressione di stampaggio relativamente elevata. Attualmente, i metodi di stampaggio per alte prestazioniceramiche di alluminasi dividono in due tipologie: il metodo a secco e il metodo a umido.