Cerâmica de aluminaPossuem vantagens como alto isolamento, alto isolamento térmico, resistência à corrosão e alta dureza. Podem ser amplamente utilizados na fabricação de cadinhos, velas de ignição de motores, materiais refratários de alta temperatura, invólucros de termopares, substratos isolantes, anéis de vedação, moldes de ferramentas, entre outros.
Além disso, com a melhoria do nível de fabricação nos últimos anos,cerâmica de aluminaAs cerâmicas de alumina também ganharam popularidade no campo da óptica. Quando totalmente densificadas, sua transmitância luminosa melhora significativamente e elas se tornam translúcidas, podendo substituir a safira monocristalina na produção de dispositivos como tubos de arco de lâmpadas de sódio de alta pressão, componentes ópticos infravermelhos, substratos para circuitos integrados de micro-ondas, entre outros. Além disso, o aumento da densidade também melhora as propriedades mecânicas das cerâmicas de alumina.
A densificação é um processo de exaustão de gases.
Os poros são comuns em materiais cerâmicos, e o processo de densificação de cerâmicas é, na verdade, um processo no qual o número de poros diminui continuamente. De acordo com os diferentes processos de sinterização, os poros geralmente permanecem dentro dos materiais cerâmicos de duas maneiras: dentro dos grãos cerâmicos ou nos contornos de grão.
Portanto, acredita-se geralmente que existam principalmente duas abordagens para melhorar a densidade decerâmica de aluminaEm primeiro lugar, ao aumentar a temperatura de sinterização ou ao fornecer uma atmosfera redutora, os átomos na cerâmica podem difundir-se mais facilmente em altas temperaturas para alcançar a sinterização. Ao mesmo tempo, a fase gasosa na cerâmica pode difundir-se facilmente para fora dos grãos, levando à formação de cerâmicas densas durante o processo de sinterização. Em segundo lugar, aditivos podem ser usados para melhorar a densificação da cerâmica.
Além disso, na produção real, a seleção das matérias-primas e o processo de produção também são pontos-chave que afetam a densificação da cerâmica de alumina.
Matérias-primas: Selecionar alumina de alta pureza e ultrafina.
1. Selecione pó de alumina de alta pureza.
É inevitável a introdução de impurezas durante o processo de preparação do pó cerâmico. As impurezas orgânicas, entre elas, serão eliminadas durante a sinterização, mas poros irregulares se formarão durante o processo de densificação. As impurezas inorgânicas podem reagir com o pó cerâmico em altas temperaturas ou permanecer na matriz, formando microfissuras. Esses defeitos microestruturais causados por impurezas terão, inevitavelmente, um impacto significativo na densificação do material.cerâmica de aluminaPortanto, o uso de pó de Al₂O₃ de alta pureza é um pré-requisito importante para a preparação de cerâmicas de alumina com excelentes propriedades.
2. Reduzir o tamanho das partículas do pó de alumina.
Quanto mais finas as partículas, menor o tempo de sinterização. Isso ocorre porque, quanto mais finas as partículas, mais próximo é o contato entre elas. Durante a sinterização, o caminho de difusão é mais curto e, ao mesmo tempo, a força motriz da sinterização – a energia superficial – também é maior. O surgimento da tecnologia de preparação de pós ultrafinos abriu um novo caminho para reduzir a temperatura de sinterização de materiais cerâmicos, melhorar a microestrutura dos produtos e aumentar as propriedades mecânicas dos materiais (como dureza, resistência, tenacidade e resistência ao desgaste, etc.).
No entanto, devido à energia superficial relativamente alta das partículas de pó extremamente finas, os grãos crescem rapidamente ou de forma anormal durante o processo de sinterização em alta temperatura. Ao mesmo tempo, as superfícies das partículas extremamente finas apresentam alta atividade, o que pode adsorver impurezas, resultando em pó impuro e dificultando o processo de conformação. Portanto, os materiais em pó selecionados para a produção de cerâmicas de alta densidade geralmente possuem tamanho de partícula entre 0,1 μm e 1 μm.
A uniformidade dos materiais misturados
Para reduzir a temperatura de sinterização decerâmica de aluminaPara a sinterização, é necessário adicionar aditivos adequados aos materiais em pó. Portanto, o grau de mistura dos materiais também é um fator importante que afeta o corpo cerâmico sinterizado. O objetivo da mistura é uniformizar a composição do pó. Se a distribuição da composição não for uniforme, a composição local se desviará da proporção geral. Haverá menos aditivos em algumas áreas, e a alumina terá dificuldade em sinterizar em baixas temperaturas. Em áreas com mais aditivos, o ponto de fusão será menor, e é provável que uma fase líquida se forme, causando o crescimento rápido dos grãos. Isso resultará em uma microestrutura irregular do produto e em baixa densidade.
Método de moldagem razoável
A moldagem é um dos processos importantes que afetam diretamente o processo de sinterização e o desempenho do corpo sinterizado. Experimentos relevantes verificaram que, na mesma temperatura de sinterização, se a densidade relativa do corpo cru for maior, a densidade relativa do corpo sinterizado correspondente também será maior. Portanto, para garantir uma densidade maior, geralmente aplica-se uma pressão de moldagem relativamente alta. Atualmente, os métodos de moldagem para alto desempenhocerâmica de aluminaSão divididos em dois tipos: o método seco e o método úmido.
