Τεχνολογία συμπύκνωσης χαμηλής θερμοκρασίας κεραμικής αλουμίνας

Προς το παρόν, η τεχνολογία σύντηξης χαμηλής θερμοκρασίας διαφόρων κεραμικών αλουμίνας μπορεί να συνοψιστεί σε τρεις πτυχές: επεξεργασία πρώτων υλών, σχεδιασμός τύπων και διαδικασία σύντηξης. Τα ακόλουθα συνοψίζονται αντίστοιχα.

1. Μειώνοντας το μέγεθος σωματιδίων της σκόνης αλουμίνας και αυξάνοντας τη δραστικότητα της σκόνης, μπορεί να μειωθεί η θερμοκρασία σύντηξης του σώματος πορσελάνης.

Η σκόνη έχει υψηλότερη ενέργεια χωρίς επιφάνεια. Η επιφανειακή ενέργεια της σκόνης είναι η εσωτερική κινητήρια δύναμη της σύντηξης. Επομένως, όσο πιο λεπτά είναι τα σωματίδια της σκόνης Al2O3, όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός ενεργοποίησης, τόσο πιο εύκολη είναι η σκόνη, και τόσο χαμηλότερη είναι η Η θερμοκρασία σύντηξης είναι. Στην τεχνολογία σύντηξης χαμηλής θερμοκρασίας των κεραμικών αλουμίνας, είναι ένα από τα σημαντικά μέσα για τη χρήση σκόνης αλουμίνας υψηλής δραστικότητας ως πρώτη ύλη, έτσι η τεχνολογία παρασκευής σκόνης γίνεται βασικός σύνδεσμος στην τεχνολογία σύντηξης κεραμικών χαμηλής θερμοκρασίας.

Προς το παρόν, οι μέθοδοι παρασκευής εξαιρετικά λεπτής σκόνης αλουμίνας που ενεργοποιείται εύκολα διαιρούνται σε δύο κατηγορίες, η μία είναι μηχανική μέθοδος, η άλλη είναι χημική μέθοδος.

Μηχανική μέθοδος

Το σωματίδιο Al2O3 τελειοποιείται με μηχανική εξωτερική δύναμη. Η κοινώς χρησιμοποιούμενη τεχνολογία σύνθλιψης περιλαμβάνει λείανση σφαιρών, λείανση κραδασμών, λείανση άμμου, λείανση ροής αέρα και ούτω καθεξής. Παρόλο που είναι αποτελεσματικό να αυξηθεί η συγκεκριμένη επιφάνεια της σκόνης μέσω μηχανικής σύνθλιψης, συνήθως μπορεί μόνο να μειώσει το μέσο σωματίδιο μέγεθος σκόνης έως περίπου 1 m ή λίγο πιο λεπτό. Επιπλέον, έχει ένα ευρύ φάσμα κατανομής μεγέθους σωματιδίων και είναι εύκολο να φέρει προσμείξεις.

Χημική μέθοδος

Τα τελευταία χρόνια, η παραγωγή εξαιρετικά λεπτής και υψηλής καθαρότητας σκόνης Al2O3 με υγρή χημική μέθοδο έχει αναπτυχθεί ραγδαία, μεταξύ των οποίων η μέθοδος sol-gel είναι πιο ώριμη. Λόγω της υψηλής σταθερότητας του σολ, μια ποικιλία μεταλλικών ιόντων μπορεί να είναι ομοιόμορφα και σταθερά διανέμεται στο κολλοειδές, μέσω περαιτέρω αφυδάτωσης για να σχηματίσει ένα ομοιόμορφο πήκτωμα (άμορφο σώμα), και στη συνέχεια μετά από κατάλληλη επεξεργασία μπορεί να ληφθεί εξαιρετικά υψηλή δραστικότητα μικτού οξείδιου σε σκόνη ή ομοιόμορφου στερεού διαλύματος.

2. Μειώστε τη θερμοκρασία σύντηξης του σώματος πορσελάνης μέσω του σχεδιασμού και του ντόπινγκ του τύπου πορσελάνης

Η θερμοκρασία σύντηξης των κεραμικών αλουμίνας καθορίζεται κυρίως από το περιεχόμενο της αλουμίνας στη χημική του σύνθεση. Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε αλουμίνα, τόσο υψηλότερη θα είναι η θερμοκρασία σύντηξης των υλικών πορσελάνης. Επιπλέον, σχετίζεται επίσης με το σύστημα σύνθεσης υλικών πορσελάνης, την αναλογία σύνθεσης και τα είδη που προστέθηκαν. Ως εκ τούτου, με την προϋπόθεση να διασφαλιστεί ότι το κεραμικό σώμα μπορεί να ικανοποιήσει τον σκοπό και τις τεχνικές απαιτήσεις του προϊόντος, μπορούμε να επιλέξουμε μια λογική σύστημα κεραμικών υλικών μέσω σχεδιασμού τύπων και προσθέστε κατάλληλα πρόσθετα για να βοηθήσετε στην πυροδότηση, έτσι ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η θερμοκρασία σύντηξης κεραμικών αλουμίνας.

Προς το παρόν, τα πρόσθετα που προστίθενται στον σχεδιασμό του σκευάσματος μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες σύμφωνα με τον διαφορετικό μηχανισμό τους για την προώθηση της κεραμικής σύντηξης αλουμίνας, δηλαδή, τα πρόσθετα που σχηματίζουν νέα φάση ή στερεό διάλυμα και τα πρόσθετα που σχηματίζουν υγρή φάση.

Πρώτη κατηγορία: πρόσθετα που σχηματίζουν νέα φάση ή στερεό διάλυμα με αλουμίνα

Τέτοια πρόσθετα είναι οξείδια κοντά στις σταθερές πλέγματος της αλουμίνας, όπως TiO2, Cr2O3, fe2O3, MnO2, κ.λπ. Αυτό το είδος πρόσθετου προωθεί τη σύντηξη πορσελάνης αλουμίνας με κάποια κανονικότητα:

Α. Τα πρόσθετα που μπορούν να σχηματίσουν πεπερασμένο στερεό διάλυμα με αλουμίνα έχουν μεγαλύτερο αποτέλεσμα ψύξης από αυτά που σχηματίζουν συνεχές στερεό διάλυμα.

Β. Τα πρόσθετα μεταβλητού ιόντος σθένους έχουν μεγαλύτερη επίδραση από τα πρόσθετα σταθερού σθένους.

Γ. Τα κατιονικά πρόσθετα με υψηλή τιμή ηλεκτρικής ενέργειας έχουν μεγαλύτερο αποτέλεσμα ψύξης.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι επειδή αυτό το είδος πρόσθετου συντήκεται απουσία υγρής φάσης (επανακρυστάλλωση σύντηξη), οι πόροι στον κρύσταλλο είναι δύσκολο να γεμίσουν, η αεροστεγανότητα είναι κακή και οι ηλεκτρικές ιδιότητες μειώνονται περισσότερο, κάτι που πρέπει να ληφθεί υπόψη στο σχεδιασμό της διατύπωσης.

Το δεύτερο είδος: το πρόσθετο που σχηματίζει υγρή φάση κατά την καύση

Τα χημικά συστατικά αυτού του είδους πρόσθετου είναι κυρίως SiO2, CaO, MgO, SrO, BaO, κ.λπ. Μπορούν να σχηματίσουν δυαδικές, τριμερείς ή πολλαπλές ευτηκτικές ουσίες με άλλα συστατικά στη διαδικασία πυροδότησης. Η θερμοκρασία σύντηξης κεραμικών αλουμίνας μειώνεται σημαντικά λόγω στη χαμηλή θερμοκρασία σχηματισμού της υγρής φάσης. Όταν εμφανιστεί σημαντική ποσότητα (περίπου 12%) της υγρής φάσης, τα στερεά σωματίδια έχουν κάποια διαλυτότητα στην υγρή φάση και τα στερεά σωματίδια μπορούν να διαβρέχονται από την υγρή φάση, την προώθηση Η σύντηξη είναι επίσης πιο σημαντική. Ο μηχανισμός δράσης έγκειται στη δύναμη διαβροχής και στην επιφανειακή τάση της υγρής φάσης στην επιφάνεια της στερεάς φάσης, οι οποίες κάνουν τα στερεά σωματίδια κοντά και γεμίζουν τους πόρους.

Επιπλέον, λόγω της υψηλής επιφανειακής δραστηριότητας των λεπτών και ελαττωματικών κρυστάλλων στη διαδικασία σύντηξης, η διαλυτότητα στην υγρή φάση είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των μεγάλων κρυστάλλων. Με αυτόν τον τρόπο, στη διαδικασία σύντηξης, οι μικροί και μεσαίοι κρύσταλλοι μεγαλώνουν συνεχώς, οι πόροι μειώνονται και ανακρυσταλλώνεται. Προκειμένου να αποφευχθεί η υπερβολική ανάπτυξη κόκκων λόγω ανακρυστάλλωσης και να επηρεαστούν οι μηχανικές ιδιότητες των κεραμικών, είναι απαραίτητο να επιλεγούν ορισμένα πρόσθετα που δεν επηρεάζουν ή ακόμη και αναστέλλουν την ανάπτυξη κόκκων στο σχεδιασμό του τύπου, όπως ως MgO, CuO και NiO.

3. Υιοθετήστε ειδική διαδικασία σύντηξης για τη μείωση της θερμοκρασίας σύντηξης του πορσελάνης

Στη διαδικασία θερμοσυσσωμάτωσης, όταν το πράσινο σώμα θερμαίνεται και συμπιέζεται ταυτόχρονα, η σύντηξη δεν ολοκληρώνεται μόνο με διάχυση και μεταφορά μάζας. Αυτή τη στιγμή, η ροή του πλαστικού παίζει σημαντικό ρόλο. Η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης του πράσινου σώματος θα είναι πολύ χαμηλότερη από την ατμοσφαιρική πυροσυσσωμάτωση, οπότε η θερμοσυσσωμάτωση είναι μια από τις σημαντικές τεχνολογίες για τη μείωση της θερμοκρασίας σύντηξης των κεραμικών Al2O3.

Προς το παρόν, υπάρχουν δύο είδη μεθόδων θερμοσυσσωμάτωσης: συμπύκνωση πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας ισοστατική συμπύκνωση πίεσης (HIP). Η μέθοδος HIP μπορεί να κάνει το σώμα να υποβληθεί σε ισοτροπική πίεση και η μικροδομή των κεραμικών είναι πιο ομοιόμορφη από τη μέθοδο σύντηξης πίεσης.

Στην περίπτωση της πορσελάνης αλουμίνας, εάν η συνήθης σύντηξη υπό κανονική πίεση πρέπει να καεί σε υψηλή θερμοκρασία πάνω από 1800 ℃, η σύντηξη θερμής πίεσης στα 20MPa, σε χαμηλή θερμοκρασία περίπου 1000 ℃ έχει πυκνωθεί. Η τεχνολογία συμπίεσης θερμότητας μπορεί όχι μόνο να μειώσει σημαντικά τη θερμοκρασία σύντηξης των κεραμικών αλουμίνας, αλλά επίσης αναστέλλει την ανάπτυξη των κόκκων και λαμβάνει πυκνά κεραμικά αλουμίνας με μικροκρυσταλλικά υψηλής αντοχής, ιδιαίτερα κατάλληλα για τη σύντηξη διαφανών κεραμικών αλουμίνας και κεραμικών κορούνδιου. Επιπλέον, η διαδικασία σύντηξης της αλουμίνας σχετίζεται με το ρυθμό διάχυσης των ανιόντων και η ατμόσφαιρα μείωσης ευνοεί την αύξηση της κενής ανιόντος, η οποία μπορεί να προωθήσει τη διαδικασία σύντηξης. Ως εκ τούτου, η σύντηξη κενού και η σύντηξη ατμόσφαιρας υδρογόνου είναι αποτελεσματικά βοηθητικά μέσα για την πραγματοποίηση χαμηλής θερμοκρασίας σύντηξης κεραμικών αλουμίνας.

Στην πραγματική διαδικασία παραγωγής, προκειμένου να επιτευχθούν τα καλύτερα ολοκληρωμένα οικονομικά οφέλη, οι τεχνικές χαμηλής καύσης που αναφέρονται παραπάνω χρησιμοποιούνται συχνά σε συνεργασία μεταξύ τους, μεταξύ των οποίων η μέθοδος προσθήκης προσθέτων για ψήσιμο έχει τα χαρακτηριστικά χαμηλού κόστους, καλό αποτέλεσμα και απλή και πρακτική διαδικασία σε σύγκριση με άλλες μεθόδους. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή πορσελάνης αλουμινίου, πορσελάνης αλουμίνας και πορσελάνης κορούνδιου.

Επιπλέον, από την άποψη των υλικών, μέσω της τεχνολογίας τροποποίησης ντόπινγκ, οι μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες των κεραμικών αλουμίνας μπορούν να βελτιωθούν σημαντικά και το κεραμικό σώμα με χαμηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνα μπορεί να αντικαταστήσει το κεραμικό σώμα με υψηλή περιεκτικότητα σε αλουμίνα, η οποία είναι επίσης αποτελεσματική τεχνικά μέσα που χρησιμοποιούνται συνήθως από επιχειρήσεις για τη μείωση της θερμοκρασίας σύντηξης κεραμικών προϊόντων αλουμίνας.