Sintring af aluminiumoxidkeramik

I moderne materialevidenskab og teknik kan materialer opdeles i tre hovedkategorier: metaller, organiske polymerer og keramik. Blandt dem er aluminiumoxidkeramik, på grund af deres fremragende omfattende egenskaber, blevet en af ​​de mest producerede og anvendte avancerede keramik. De har høj mekanisk styrke (bøjningsstyrke op til 300-400 MPa), høj resistivitet (10¹⁴-10¹⁵ Ω·cm), fremragende isoleringsegenskaber, høj hårdhed (Rockwell hårdhed HRA80-90), højt smeltepunkt (ca. 2050 ℃ og udviser fremragende korrosions- og optiske egenskaber) ledningsevne. Af disse grunde er aluminiumoxidkeramik i vid udstrækning brugt i mange højteknologiske områder, herunder maskinfremstilling (såsom slidbestandige dele og skærende værktøjer), elektronik og strøm (substrater med integrerede kredsløb, isoleringsskaller), kemisk industri (korrosionsbestandige reaktorbeklædninger), biomedicin (kunstige samlinger), konstruktionsimplantater, konstruktions- og konstruktionsmaterialer, glas (højtemperaturvinduer, radomer).

I forberedelsesprocessen afalumina keramik, hvert trin - råmaterialebehandling, formning, sintring og efterfølgende forarbejdning - er afgørende. I øjeblikket er sintring den almindelige proces til fremstilling af aluminiumoxidkeramik. Denne proces involverer højtemperaturbehandling for at fortætte den grønne krop, fremme kornvækst og udvikle porøsitet, der danner den endelige mikrostruktur. Når sintringen er færdig, bestemmes materialets mikrostruktur og egenskaber i det væsentlige, hvilket gør det ekstremt vanskeligt at modificere gennem efterfølgende processer. Derfor er dybdegående forskning i sintringsmekanismen og vigtige indflydelsesfaktorer - såsom egenskaberne af råmaterialepartikler og udvælgelsen af ​​sintringshjælpemidler - af betydelig teoretisk og ingeniørmæssig værdi for at optimere egenskaberne af aluminiumoxidkeramik og udvide deres anvendelsesområde.

1. Introduktion tilAlumina keramik

Alumina (Al₂O₃) er et af de mest almindeligt anvendte råmaterialer i avanceret keramik. Baseret på indholdet af Al₂O₃ kan det opdeles i højrenhedstyper (≥99,9%) og almindelige (75%–99%) typer. Alumina-keramik med høj renhed har ekstremt høje sintringstemperaturer (1650-1990 ℃) og kan transmittere 1-6 μm infrarødt lys, almindeligvis brugt i natriumlamper, platin-platin-digler, integrerede kredsløbssubstrater og højfrekvente isolerende komponenter. Aluminiumoxid er klassificeret i flere typer baseret på dets Al2O3-indhold, herunder 99%, 95%, 90% og 85%. 99% aluminiumoxid bruges i højtemperaturdigler, keramiske lejer og slidbestandige tætninger; 95% aluminiumoxid er velegnet til korrosionsbestandige og slidbestandige miljøer; og 85 % aluminiumoxid, på grund af tilsætningen af ​​talkum, har optimerede elektriske egenskaber og mekanisk styrke, hvilket gør den velegnet til vakuumpakning af elektroniske enheder.

Aluminiumoxid findes i forskellige krystalformer (allotropiske krystaller), de mest almindelige er a-Al2O3, β-Al2O3 og y-Al2O3. α-Al2O3 (korundstruktur) er den mest stabile form, der tilhører det trigonale krystalsystem, og er den eneste naturligt forekommende stabile aluminiumoxidkrystalform (som korund og rubin). Det er kendt for sin høje hårdhed, høje smeltepunkt, fremragende kemiske stabilitet og dielektriske egenskaber og er grundlaget for fremstilling af højtydende aluminiumoxidkeramik.

2. Sintring af aluminiumoxidkeramik

Sintring refererer til processen med at opvarme pulver eller pressede komprimerede materialer ved en temperatur under smeltepunktet for deres hovedkomponenter og derefter afkøle dem på passende måde for at opnå tætte polykrystallinske materialer. Denne proces giver mulighed for partikelhalsvækst gennem diffusion, migration af korngrænser og eliminering af porer, hvilket i sidste ende resulterer i høj-densitet, højtydende keramiske materialer. Drivkraften kommer fra tendensen af ​​systemets overfladeenergi til at falde - ultrafine pulvere har et højt specifikt overfladeareal og høj overfladeenergi, og under sintring fører partikelbinding og porøsitetsreduktion til termodynamisk stabilitet af systemet.

Baseret på tilstedeværelsen eller fraværet af en flydende fase kan sintring opdeles i fastfasesintring og flydendefasesintring. Oxider, såsom Al203 og ZrO2, kan ofte fortættes gennem fastfasesintring; mens kovalent keramik, såsom Si3N4 og SiC, kræver sintringshjælpemidler for at danne en væskefase for at fremme sintring. Væskefasesintring omfatter tre trin: partikelomlejring, opløsning-udfældning og fastfase-rammedannelse. En passende væskefase kan fremme fortætning, men overdreven væskefase kan føre til unormal kornvækst.

Sintringsprocessen omfatter hovedsageligt tre trin: Indledende fase: Partikelomlejring, kontaktpunkter danner halse, og porer bliver indbyrdes forbundet; Mellemstadie: Korngrænser dannes og bevæger sig, porerne lukker sig gradvist, og tætheden øges betydeligt; Senere stadie: Korn fortsætter med at vokse, og isolerede porer forsvinder gradvist eller forbliver ved korngrænserne.

Semicorex tilbyder tilpassedeAlumina keramiske produkter. Hvis du har spørgsmål eller brug for yderligere detaljer, så tøv ikke med at kontakte os.

Kontakt telefon # +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com