Introdução de 10 processos de sinterização para cerâmica de alumina （1-4）
Introdução de 10 processos de sinterização para cerâmica de alumina （1-4）
1. Sinterização à pressão normal
A sinterização à pressão normal significa que o material é sinterizado à pressão atmosférica sem pressão, que é atualmente o método de sinterização mais comum. Inclui sinterização atmosférica sob a condição de ar e sinterização atmosférica sob a condição de determinada atmosfera de gás especial. O método apresenta maior temperatura de sinterização, maiores exigências para o forno e maior desperdício de energia.
O Al2O3 tem um alto ponto de fusão, portanto, a preparação da cerâmica Al2O3 geralmente precisa adicionar aditivos de sinterização e compactar por sinterização em fase líquida. Este método geralmente pode promover a sinterização de cerâmicas Al2O3. A sinterização em fase líquida da cerâmica Al2O3 gera fase líquida, difusão facilitada e fluxo viscoso por meio de reação química para alcançar o rearranjo das partículas e o processo de transferência de massa, reduzir a temperatura de sinterização da cerâmica Al2O3 e acelerar a sinterização eficaz.
Como a sinterização atmosférica não possui força motriz externa, é muito difícil eliminar todos os poros no interior da cerâmica para atingir a densidade teórica. O processo especial de sinterização refere-se à adição de força motriz de sinterização durante o processo de sinterização da cerâmica de alumina para promover a densificação da cerâmica. Atualmente, os processos de sinterização especiais comuns incluem principalmente sinterização por prensagem a quente, sinterização por prensagem isostática a quente, sinterização por aquecimento por micro-ondas, sinterização por plasma por micro-ondas, sinterização por plasma de descarga, etc.
2. Sinterização por prensagem a quente
A sinterização por prensagem a quente consiste em aplicar pressão unidirecional à amostra em alta temperatura para promover a cerâmica para atingir a densificação total. Em comparação com a sinterização convencional, a sinterização a uma pressão de 15MPa reduz a temperatura de sinterização da cerâmica em 200°C enquanto aumenta a densidade em 2%, e esta tendência aumenta com o aumento da pressão. Para cerâmicas de alumina pura, a sinterização convencional requer uma temperatura acima de 1800°C. No entanto, apenas 1500 ℃ são necessários para sinterização por prensagem a quente de 20 MPa.
A pressão fornecida pela sinterização por prensagem a quente promove o fluxo de átomos nas partículas, e a pressão e a energia superficial juntas atuam como forças motrizes para fortalecer o efeito de difusão. Como a sinterização por prensagem a quente pode sinterizar em temperaturas mais baixas, o crescimento do grão é inibido e a amostra obtida é compacta e uniforme, pequena em tamanho de grão e alta resistência. No entanto, não é adequado produzir produtos muito altos, muito grossos e de formato complicado, com pequena escala de produção e alto custo.
3. Sinterização por prensagem isostática a quente
A sinterização por prensagem isostática a quente é a sinterização que aplica pressão em todas as direções do corpo cerâmico ao mesmo tempo para reduzir a temperatura de sinterização da cerâmica, sendo que a cerâmica obtida por sinterização possui estrutura uniforme e bom desempenho. Embora a sinterização HIP possa reduzir com sucesso a temperatura de sinterização da cerâmica e obter artigos com formas complexas, a sinterização HIP requer encapsulamento ou pré-sinterização do corpo verde antecipadamente, e as condições de pressão também são relativamente severas.
4. Sinterização de ultra-alta pressão
A sinterização de ultra-alta pressão é a sinterização sob pressão mais alta. devido à pressão mais alta, a difusão atômica é inibida e a barreira de nucleação é relativamente pequena. portanto, cerâmicas de alumina com alta densidade (>98%) e alta pureza podem ser preparados em temperaturas mais baixas. No processo de sinterização de ultra-alta pressão, a existência de pressão aumenta a vacância e a taxa de difusão atômica nas partículas. A pressão e a energia superficial atuam juntas como a força motriz da sinterização, o que aumenta o efeito de difusão. A sinterização de ultra-alta pressão geralmente só precisa ser realizada em uma temperatura relativamente baixa para inibir o crescimento anormal de grãos de cristal, obtendo assim cerâmica de alumina de alta pureza com alto grau de densificação, tamanho de grão de cristal fino e distribuição uniforme.
