Maîtrisez-les et vous pourrez également fritter des céramiques d’alumine denses !
Céramiques d'alumineIls présentent des avantages tels qu'une isolation thermique élevée, une résistance à la corrosion et une dureté élevée. Ils sont largement utilisés dans la fabrication de creusets, de bougies d'allumage, de matériaux réfractaires haute température, de boîtiers de thermocouples, de substrats isolants, de bagues d'étanchéité, de moules d'outillage, etc.
De plus, avec l’amélioration du niveau de production, ces dernières années,céramiques d'alumineont également gagné en popularité dans le domaine optique. Une fois entièrement densifiées, les céramiques d'alumine améliorent considérablement leur transmission lumineuse et deviennent translucides, ce qui permet de remplacer le saphir monocristallin pour la production de dispositifs tels que les tubes à arc des lampes à sodium haute pression, les composants optiques infrarouges, les substrats pour circuits intégrés micro-ondes, etc. De plus, l'augmentation de la densité peut également améliorer les propriétés mécaniques.céramiques d'alumine.
La densification est un processus d’épuisement des gaz.
Les pores sont fréquents dans les matériaux céramiques, et leur densification est un processus par lequel leur nombre diminue continuellement. Selon les procédés de frittage, les pores persistent souvent à l'intérieur des matériaux céramiques, et ce, de deux manières : soit à l'intérieur des grains, soit aux joints de grains.
Par conséquent, on pense généralement qu’il existe principalement deux approches pour améliorer la densité decéramiques d'aluminePremièrement, en augmentant la température de frittage ou en créant une atmosphère réductrice, les atomes de la céramique peuvent diffuser plus facilement à haute température pour réaliser le frittage. Parallèlement, la phase gazeuse de la céramique peut facilement se diffuser hors des grains, ce qui conduit à la formation de céramiques denses lors du frittage. Deuxièmement, des additifs peuvent être utilisés pour améliorer la densification de la céramique.
De plus, dans la production réelle, la sélection des matières premières et le processus de production sont également des points clés affectant la densification des céramiques d'alumine.
Matières premières : Sélectionnez de l'alumine de haute pureté et ultra-fine.
1.Sélectionnez une poudre d’alumine de haute pureté.
L'introduction d'impuretés est inévitable lors de la préparation de la poudre céramique. Les impuretés organiques sont brûlées lors du frittage, mais des pores irréguliers se forment lors de la densification. Les impuretés inorganiques peuvent réagir avec la poudre céramique à haute température ou rester dans la matrice et former des microfissures. Ces défauts microstructuraux causés par les impuretés auront inévitablement un impact significatif sur la densification.céramiques d'alumine. Par conséquent, l'utilisation de poudre d'Al₂O₃ de haute pureté est une condition préalable importante pour la préparationcéramiques d'alumineavec d'excellentes propriétés.
2. Réduisez la taille des particules de la poudre d’alumine.
Plus les particules sont fines, plus le temps de frittage est court. En effet, plus les particules sont fines, plus leur contact est étroit. Lors du frittage, le trajet de diffusion est plus court, et parallèlement, la force motrice du frittage (énergie de surface) est plus importante. L'émergence de la technologie de préparation de poudres ultrafines a ouvert de nouvelles perspectives pour réduire la température de frittage des matériaux céramiques, améliorer la microstructure des produits et optimiser les propriétés mécaniques des matériaux (dureté, résistance mécanique, ténacité, résistance à l'usure, etc.).
Cependant, en raison de l'énergie de surface relativement élevée des particules de poudre extrêmement fines, celles-ci croissent rapidement ou anormalement lors du frittage à haute température. Parallèlement, la surface de ces particules présente une activité relativement élevée, ce qui peut adsorber les impuretés, ce qui produit une poudre impure et complique le formage. Par conséquent, les matériaux en poudre sélectionnés pour la production de céramiques haute densité ont généralement une granulométrie comprise entre 0,1 μm et 1 μm.
L'uniformité des matériaux mélangés
Afin de réduire la température de frittage decéramiques d'alumineDes additifs appropriés doivent être ajoutés aux matériaux en poudre avant le frittage. Par conséquent, le niveau de mélange des matériaux est également un facteur important pour la céramique frittée. Le but du mélange des matériaux est d'uniformiser la composition de la poudre. Si la répartition de la composition n'est pas uniforme, la composition locale s'écartera du rapport global. La quantité d'additifs sera moindre à certains endroits, et l'alumine est difficile à fritter à basse température. Dans les zones où la quantité d'additifs est élevée, le point de fusion est plus bas et une phase liquide est susceptible d'apparaître, entraînant une croissance rapide des grains. Cela entraînera à terme une microstructure irrégulière du produit et une faible densité.
Méthode de moulage raisonnable
Le moulage est l'un des processus importants qui influence directement le frittage et les performances du corps fritté. Des expériences ont démontré qu'à température de frittage égale, si la densité relative du corps cru est plus élevée, celle du corps fritté correspondant l'est également. Par conséquent, pour garantir une densité plus élevée, une pression de moulage relativement élevée est généralement appliquée. Actuellement, les méthodes de moulage à hautes performances sont privilégiées.céramiques d'aluminesont divisés en deux types : la méthode sèche et la méthode humide.