Introduction de 10 procédés de frittage pour les céramiques d'alumine (1-4)
Introduction de 10 procédés de frittage pour les céramiques d'alumine (1-4)
1. Frittage à pression normale
Le frittage sous pression normale signifie que le matériau est fritté à pression atmosphérique sans pression, ce qui constitue actuellement la méthode de frittage la plus courante. Il comprend le frittage atmosphérique dans des conditions d'air et le frittage atmosphérique dans certaines conditions d'atmosphère de gaz spécial. Le procédé présente une température de frittage plus élevée, des exigences plus élevées pour le four et un gaspillage d'énergie plus important.
Al2O3 a un point de fusion élevé, donc la préparation de céramiques Al2O3 doit souvent ajouter des additifs de frittage et compacter par frittage en phase liquide. Cette méthode peut généralement favoriser le frittage des céramiques Al2O3. Le frittage en phase liquide des céramiques Al2O3 génère une phase liquide, une diffusion facilitée et un écoulement visqueux grâce à une réaction chimique pour réaliser un réarrangement des particules et un processus de transfert de masse, réduire la température de frittage des céramiques Al2O3 et accélérer un frittage efficace.
Le frittage atmosphérique n’ayant aucune force motrice externe, il est très difficile d’éliminer tous les pores à l’intérieur de la céramique pour atteindre la densité théorique. Le processus de frittage spécial fait référence à l'ajout d'une force motrice de frittage pendant le processus de frittage de la céramique d'alumine pour favoriser la densification de la céramique. À l'heure actuelle, les processus de frittage spéciaux courants comprennent principalement le frittage par pressage à chaud, le frittage par pressage isostatique à chaud, le frittage par chauffage par micro-ondes, le frittage par plasma par micro-ondes, le frittage par plasma de décharge, etc.
2. Frittage par pressage à chaud
Le frittage par pressage à chaud consiste à appliquer une pression unidirectionnelle sur l'échantillon à haute température pour favoriser la densification complète de la céramique. Par rapport au frittage conventionnel, le frittage à une pression de 15 MPa réduit la température de frittage des céramiques de 200 ℃ tout en augmentant la densité de 2 %, et cette tendance augmente avec l'augmentation de la pression. Pour les céramiques d'alumine pure, le frittage conventionnel nécessite une température supérieure à 1 800 ℃. Cependant, seulement 1 500 ℃ sont requis pour le frittage par pressage à chaud de 20 MPa.
La pression fournie par le frittage par pressage à chaud favorise le flux d'atomes dans les particules, et la pression et l'énergie de surface agissent ensemble comme forces motrices pour renforcer l'effet de diffusion. Étant donné que le frittage par pressage à chaud peut fritter à une température plus basse, la croissance des grains est inhibée et l'échantillon obtenu est compact et uniforme, de petite taille de grain et de haute résistance. Cependant, il ne convient pas de fabriquer des produits trop hauts, trop épais et de forme compliquée, avec une petite échelle de production et un coût élevé.
3. Frittage par pressage isostatique à chaud
Le frittage par pressage isostatique à chaud est le frittage qui applique une pression dans toutes les directions du corps en céramique en même temps pour réduire la température de frittage de la céramique, et la céramique obtenue par frittage a une structure uniforme et de bonnes performances. Bien que le frittage HIP puisse réduire avec succès la température de frittage des céramiques et permettre d'obtenir des articles aux formes complexes, le frittage HIP nécessite d'encapsuler ou de préfritter le corps vert à l'avance, et les conditions de pression sont également relativement dures.
4. Frittage ultra haute pression
Le frittage à ultra haute pression consiste à fritter sous une pression plus élevée. en raison d'une pression plus élevée, la diffusion atomique est inhibée et la barrière de nucléation est relativement petite. par conséquent, des céramiques d'alumine à haute densité (>98%) et une grande pureté peuvent être préparées à basse température. Dans le processus de frittage à ultra haute pression, l’existence d’une pression augmente les lacunes et le taux de diffusion atomique dans les particules. La pression et l’énergie de surface agissent ensemble comme force motrice du frittage, ce qui augmente l’effet de diffusion. Le frittage à ultra haute pression ne doit généralement être effectué qu'à une température relativement basse pour inhiber la croissance anormale des grains de cristal, obtenant ainsi des céramiques d'alumine de haute pureté avec un degré de densification élevé, une granulométrie fine et une distribution uniforme.
