Tecnologia de sinteritzador de baixa temperatura de ceràmica alúmina

En l'actualitat, la tecnologia de sinterització a baixa temperatura de diverses ceràmiques d'alúmina es pot resumir en tres aspectes: processament de matèries primeres, disseny de fórmules i procés de sinterització. Els següents es resumeixen respectivament.

1. Mitjançant la reducció de la mida de partícula de pols d'alúmina i l'augment de l'activitat de pols, la temperatura d'interès del cos de porcellana es pot reduir.

La pols té una major energia lliure de superfície. L'energia superficial de la pols és la força motriu interna de la sinteració. Per tant, com més fines siguin les partícules de pols d'Al2O3, més alt és el grau d'activació, més fàcil és la pols, i com més baixa és la temperatura d'interès. En la tecnologia de sinteritzador de baixa temperatura de la ceràmica d'alúmina, és un dels mitjans importants per utilitzar l'alúmina d'alta activitat en pols com a matèria primera, de manera que la tecnologia de preparació en pols es converteix en un vincle bàsic en la tecnologia de sinteritzador de baixa temperatura de la ceràmica.

En l'actualitat, els mètodes de preparació ultrafina activada fàcilment en pols d'alúmina sinterada es divideixen en dues categories, una és el mètode mecànic, l'altra és el mètode químic.

Mètode mecànic

La partícula d'Al2O3 és refinada per la força externa mecànica. La tecnologia de trituració comunament utilitzada inclou mòlta de boles, mòlta de vibració, mòlta de sorra, mòlta de flux d'aire i així successivament. Encara que és eficaç augmentar la superfície específica de pols mitjançant trituració mecànica, en general només és capaç de reduir la mida mitjana de la pols a aproximadament 1 m o una mica més fi. A més, té un ampli rang de distribució de mida de partícula i és fàcil d'aportar impureses.

Mètode químic

En els últims anys, la producció de pols ultrafina i d'alta puresa Al2O3 per mètode químic humit s'ha desenvolupat ràpidament, entre els quals el mètode sol-gel és més madur. A causa de l'alta estabilitat del sol, una varietat d'ions metàl·lics es poden distribuir uniformement i establement en el col·loide, a través d'una deshidratació addicional per formar un gel uniforme (cos amorf), i després d'un tractament adequat es pot obtenir una activitat extremadament alta d'òxid mixt en pols ultrafina o solució sòlida uniforme.

2. Reduir la temperatura d'interès del cos de porcellana a través del disseny i el dopatge de la fórmula material de porcellana

La temperatura de sinteritzador de la ceràmica d'alúmina ve determinada principalment pel contingut d'alúmina en la seva composició química. Com més alt sigui el contingut d'alúmina, més alta serà la temperatura d'interès dels materials de porcellana. A més, també està relacionat amb el sistema de composició dels materials de porcellana, la relació de composició i l'espècie afegida. Per això, amb la premissa de garantir que el cos ceràmic pugui complir amb la finalitat i els requisits tècnics del producte, podem triar un sistema de material ceràmic raonable mitjançant el disseny de fórmules, i afegir additius adequats per ajudar a disparar, per tal de reduir al màxim la temperatura de sinteritzador de la ceràmica d'alúmina.

En l'actualitat, els additius afegits en el disseny de formulació es poden dividir en dues categories segons el seu diferent mecanisme de promoció de la ceràmica d'alúmina, és a dir, els additius que formen nova fase o solució sòlida i els additius que formen fase líquida.

Primera categoria: additius que formen nova fase o solució sòlida amb alúmina

Aquests additius són òxids propers a les constants de gelosia d'alúmina, com TiO2, Cr2O3, fe2O3, MnO2, etc. Aquest tipus d'additiu promou la sinteració de porcellana d'alúmina amb certa regularitat:

Un. Els additius que poden formar solució sòlida finita amb alúmina tenen un efecte de refredament més gran que els que formen una solució sòlida contínua;

B. Els additius d'ió de valència variable tenen un efecte més gran que els additius de valor constant;

C. Els additius cationic amb alt preu de l'electricitat tenen un major efecte de refredament.

Cal assenyalar que a causa d'aquest tipus d'additiu s'sinteritza en absència de fase líquida (sinterització de recristal·lació), els porus del cristall són difícils d'omplir, l'estanquitat de l'aire és pobre, i les propietats elèctriques disminueixen més, que s'han de tenir en compte en el disseny de formulació.

El segon tipus: l'additiu que forma fase líquida en disparar

Els components químics d'aquest tipus d'additius són principalment SiO2, CaO, MgO, SrO, BaO, etc. Poden formar substàncies eutàctiques binàries, ternàries o múltiples amb altres components en el procés de cocció. La temperatura de sinteritzador de la ceràmica d'alúmina es redueix considerablement a causa de la baixa temperatura de formació de la fase líquida. Quan una quantitat considerable (al voltant del 12%) de la fase líquida apareix, les partícules sòlides tenen una certa solubilitat en la fase líquida i les partícules sòlides poden ser mullades per la fase líquida, la promoció de la sinteració també és més significativa. El mecanisme d'acció rau en la força de mullat i la tensió superficial de la fase líquida sobre la superfície de la fase sòlida, que fan que les partícules sòlides s'apropin i omplin els porus.

A més, a causa de l'alta activitat superficial dels cristalls fins i defectuosos en el procés de sinterització, la solubilitat en la fase líquida és molt més gran que la dels grans cristalls. D'aquesta manera, en el procés de sinterització, els cristalls petits i mitjans creixen contínuament, els porus disminueixen i es recristallen. Per tal d'evitar un creixement excessiu del gra a causa de la recrissi i afectar les propietats mecàniques de la ceràmica, cal seleccionar alguns additius que no tenen cap efecte sobre o fins i tot inhibir el creixement del gra en el disseny de fórmules, com mgo, cuo i nio.

3. Adoptar un procés especial de sinterització per reduir la temperatura de sinterització del cos de porcellana

En el procés d'interització de premsat calent, quan el cos verd s'escalfa i es pressuritza al mateix temps, la sinterització no només es completa mitjançant la difusió i transferència massiva. En aquest moment, el flux de plàstic juga un paper important. La temperatura d'interès del cos verd serà molt inferior a la de l'interès atmosfèric, de manera que la pressió calenta és una de les tecnologies importants per reduir la temperatura de sinteració de la ceràmica Al2O3.

En l'actualitat, hi ha dos tipus de mètodes de premsat calent: la pressió i l'entrenament de premsat isostàtic d'alta temperatura (HIP). El mètode HIP pot fer que el cos sotmès a pressió isotròpica, i la microestructura de la ceràmica sigui més uniforme que el mètode d'informació a pressió.

En el cas de la porcellana d'alúmina, si s'ha de cremar a una temperatura elevada per sobre dels 1800 °C, s'ha densificat la pressió calenta a 20MPa, a baixa temperatura al voltant dels 1000 °C. La tecnologia de premsat calent no només pot reduir significativament la temperatura de sinteritzador de la ceràmica d'alúmina, sinó també inhibir el creixement del gra i obtenir ceràmiques d'alúmina densa amb microcristal·lina d'alta resistència, especialment adequada per a l'entrenament de ceràmica d'alúmina transparent i ceràmica corundum. A més, el procés de sinterització de l'alúmina està relacionat amb la taxa de difusió d'anions, i l'atmosfera de reducció és propícia per a l'augment de la vacant d'anió, que pot promoure el procés de sinterització. Per tant, la sinteració al buit i l'atmosfera d'hidrogen sintering són mitjans auxiliars eficaços per realitzar la baixa temperatura de la ceràmica d'alúmina.

En el procés de producció real, per tal d'obtenir els millors beneficis econòmics integrals, les tècniques de baixa cocció esmentades anteriorment s'utilitzen sovint en cooperació entre si, entre les quals el mètode d'additius per disparar té les característiques de baix cost, bon efecte i procés simple i pràctic en comparació amb altres mètodes. S'utilitza àmpliament en la producció de porcellana d'alumini, porcellana d'alúmina i porcellana de corundum.

A més, des de la perspectiva dels materials, a través de la tecnologia de modificació de dopatge, es poden millorar enormement les propietats mecàniques i elèctriques de la ceràmica alúmina, i el cos ceràmic de baix contingut d'alúmina pot substituir el cos ceràmic per alt contingut d'alúmina, que també és un mitjà tècnic eficaç utilitzat habitualment per les empreses per reduir la temperatura de sinteritzat dels productes ceràmics d'alúmina.