Sintring av alumina keramikk

I moderne materialvitenskap og -teknikk kan materialer deles inn i tre hovedkategorier: metaller, organiske polymerer og keramikk. Blant dem har alumina-keramikk, på grunn av deres utmerkede omfattende egenskaper, blitt en av de mest produserte og brukte avanserte keramikkene. De har høy mekanisk styrke (bøyestyrke opp til 300-400 MPa), høy resistivitet (10¹⁴-10¹⁵ Ω·cm), utmerkede isolasjonsegenskaper, høy hardhet (Rockwell-hardhet HRA80-90), høyt smeltepunkt (omtrent 2050℃ og har utmerket korrosjonsbestandighet og også kjemiske spesifikke egenskaper og kjemiske egenskaper). ledningsevne. Av disse grunnene er alumina-keramikk mye brukt i mange høyteknologiske felt, inkludert maskinproduksjon (som slitesterke deler og skjærende verktøy), elektronikk og kraft (underlag for integrerte kretser, isolasjonsskall), kjemisk industri (korrosjonsbestandige reaktorforinger), biomedisin (kunstige ledd), konstruksjonssikkert glass og tannlegering, konstruksjonsimplantat og tannlegering. (høytemperaturvinduer, radomer).

I forberedelsesprosessen avalumina keramikk, hvert trinn – råvarebehandling, forming, sintring og påfølgende prosessering – er avgjørende. For tiden er sintring hovedprosessen for fremstilling av alumina-keramikk. Denne prosessen involverer høytemperaturbehandling for å fortette den grønne kroppen, fremme kornvekst og utvikle porøsitet, og danner den endelige mikrostrukturen. Når sintringen er fullført, er mikrostrukturen og egenskapene til materialet i hovedsak bestemt, noe som gjør det ekstremt vanskelig å modifisere gjennom påfølgende prosesser. Derfor er dyptgående forskning på sintringsmekanismen og viktige påvirkningsfaktorer - som egenskapene til råmaterialepartikler og valg av sintringshjelpemidler - av betydelig teoretisk og ingeniørmessig verdi for å optimalisere egenskapene til alumina-keramikk og utvide bruksområdet.

1. Introduksjon tilAlumina keramikk

Alumina (Al₂O₃) er en av de mest brukte råvarene i avansert keramikk. Basert på Al₂O₃-innhold kan den deles inn i typer med høy renhet (≥99,9 %) og ordinære (75 %–99 %). Alumina-keramikk med høy renhet har ekstremt høye sintringstemperaturer (1650–1990 ℃) og kan overføre 1–6 μm infrarødt lys, vanligvis brukt i natriumlamper, platina-platina-digler, integrerte kretssubstrater og høyfrekvente isolasjonskomponenter. Alumina er klassifisert i flere typer basert på Al2O3-innholdet, inkludert 99%, 95%, 90% og 85%. 99 % alumina brukes i høytemperaturdigeler, keramiske lagre og slitesterke tetninger; 95 % alumina er egnet for korrosjonsbestandige og slitesterke miljøer; og 85 % alumina, på grunn av tilsetningen av talkum, har optimaliserte elektriske egenskaper og mekanisk styrke, noe som gjør den egnet for vakuumpakking av elektroniske enheter.

Alumina finnes i forskjellige krystallformer (allotropiske krystaller), de vanligste er α-Al2O3, β-Al2O3 og γ-Al2O3. α-Al2O3 (korundstruktur) er den mest stabile formen, som tilhører det trigonale krystallsystemet, og er den eneste naturlig forekommende stabile aluminakrystallformen (som korund og rubin). Den er kjent for sin høye hardhet, høye smeltepunkt, utmerkede kjemiske stabilitet og dielektriske egenskaper, og er grunnlaget for fremstilling av høyytelses alumina-keramikk.

2. Sintring av Alumina Keramikk

Sintring refererer til prosessen med oppvarming av pulver eller pressede kompakte materialer ved en temperatur under smeltepunktet til hovedkomponentene og deretter avkjøling av dem på passende måte for å oppnå tette polykrystallinske materialer. Denne prosessen gir mulighet for partikkelhalsvekst gjennom diffusjon, migrering av korngrenser og eliminering av porer, noe som til slutt resulterer i keramiske materialer med høy tetthet og høy ytelse. Drivkraften kommer fra tendensen til systemets overflateenergi til å avta - ultrafine pulvere har høyt spesifikt overflateareal og høy overflateenergi, og under sintring fører partikkelbinding og porøsitetsreduksjon til termodynamisk stabilitet av systemet.

Basert på tilstedeværelsen eller fraværet av en flytende fase, kan sintring deles inn i fastfase sintring og flytende sintring. Oksider som Al2O3 og ZrO2 kan ofte fortettes gjennom fastfasesintring; mens kovalent keramikk slik som Si3N4 og SiC krever sintringshjelpemidler for å danne en væskefase for å fremme sintring. Væskefasesintring inkluderer tre stadier: partikkelomorganisering, oppløsning-utfelling og fastfaserammedannelse. En passende væskefase kan fremme fortetting, men overdreven væskefase kan føre til unormal kornvekst.

Sintringsprosessen omfatter hovedsakelig tre stadier: Innledende fase: Omorganisering av partikler, kontaktpunkter danner halser, og porene blir sammenkoblet; Mellomstadium: Korngrenser dannes og beveger seg, porene lukkes gradvis, og tettheten øker betydelig; Senere stadium: Korn fortsetter å vokse, og isolerte porer forsvinner gradvis eller forblir ved korngrensene.

Semicorex tilbyr skreddersyddeAlumina keramiske produkter. Hvis du har spørsmål eller trenger ytterligere detaljer, ikke nøl med å ta kontakt med oss.

Kontakt telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com