Domine essas técnicas e você também poderá sinterizar cerâmicas de alumina densa!
Cerâmica de aluminaApresentam 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 produção, nos últimos anos,cerâmica de aluminatambém ganharam popularidade no campo óptico. Quando as cerâmicas de alumina são totalmente densificadas, sua transmitância de luz é significativamente melhorada e elas se tornam translúcidas, o que pode ser usado para 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 e assim por diante. Além disso, o aumento da densidade também pode melhorar as propriedades mecânicas decerâmica de alumina.
A densificação é um processo de exaustão de gases.
Poros são comuns em materiais cerâmicos, e o processo de densificação da cerâmica é, na verdade, um processo no qual o número de poros diminui continuamente. De acordo com diferentes processos de sinterização, os poros frequentemente permanecem dentro dos materiais cerâmicos de duas maneiras. Uma é que eles existem dentro dos grãos cerâmicos e a outra é que eles estão localizados nos contornos dos grãos.
Portanto, acredita-se geralmente que existem 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 se difundir mais facilmente em altas temperaturas para atingir a sinterização. Ao mesmo tempo, a fase gasosa na cerâmica pode se difundir 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 de matérias-primas e o processo de produção também são pontos-chave que afetam a densificação da cerâmica de alumina.
Matérias-primas: Selecione alumina ultrafina e de alta pureza.
1.Selecione pó de alumina de alta pureza.
A introdução de impurezas é inevitável durante o processo de preparação do pó cerâmico. As impurezas orgânicas, entre elas, serão queimadas durante o processo de sinterização, mas poros irregulares serão formados durante o processo de densificação. Impurezas inorgânicas podem reagir com o pó cerâmico na fase de alta temperatura ou permanecer na matriz, formando microfissuras. Esses defeitos microestruturais causados por impurezas inevitavelmente terão um impacto significativo na densificação do pó cerâmico.cerâmica de alumina. Portanto, o uso de pó de Al₂O₃ de alta pureza é um pré-requisito importante para a preparaçãocerâmica de aluminacom excelentes propriedades.
2. Reduza 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. Durante a sinterização, o caminho de difusão é mais curto e, ao mesmo tempo, a força motriz da sinterização – energia de superfície – também é maior. O surgimento da tecnologia de preparação de pó ultrafino abriu novas possibilidades para reduzir a temperatura de sinterização de materiais cerâmicos, melhorar a microestrutura dos produtos e aprimorar as propriedades mecânicas dos materiais (como dureza, resistência, tenacidade, 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 atividade relativamente alta, 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 apresentam uma faixa de tamanho de partícula de 0,1 μm a 1 μm.
A uniformidade dos materiais misturados
Para reduzir a temperatura de sinterização decerâmica de alumina, aditivos apropriados precisam ser adicionados aos materiais em pó antes da sinterização. Portanto, o nível de mistura do material também é um fator importante que afeta o corpo cerâmico sinterizado. O objetivo da mistura do material 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 locais, e a alumina é difícil de sinterizar em baixas temperaturas. Em áreas com mais aditivos, o ponto de fusão é mais baixo e é provável que apareça uma fase líquida, fazendo com que os grãos cresçam rapidamente. Eventualmente, isso levará a uma microestrutura irregular do produto e a uma 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 comprovaram que, na mesma temperatura de sinterização, se a densidade relativa do corpo bruto for maior, a densidade relativa do corpo sinterizado correspondente também será maior. Portanto, para garantir uma densidade mais alta, geralmente é aplicada 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.