Alumiinioksidikeramiikan sintraus

Nykyaikaisessa materiaalitieteessä ja -tekniikassa materiaalit voidaan jakaa kolmeen pääluokkaan: metallit, orgaaniset polymeerit ja keramiikka. Niiden joukossa alumiinioksidikeramiikasta on erinomaisten kokonaisvaltaisten ominaisuuksiensa ansiosta tullut yksi laajimmin tuotetuista ja käytetyimmistä edistyneistä keramiioista. Niillä on korkea mekaaninen lujuus (taivutuslujuus jopa 300-400 MPa), korkea resistiivisyys (10¹⁴-10¹⁵ Ω·cm), erinomaiset eristysominaisuudet, korkea kovuus (Rockwell-kovuus HRA80-90), korkea sulamispiste (noin 2050 ℃), erinomainen optinen stabiilisuus, korroosionkestävyys ja kemiallinen ominaisjohtavuus. Näistä syistä alumiinioksidikeramiikkaa käytetään laajalti monilla korkean teknologian aloilla, mukaan lukien konevalmistus (kuten kulutusta kestävät osat ja leikkuutyökalut), elektroniikka ja teho (integroidut piirilevyt, eristävät kuoret), kemianteollisuus (korroosionkestävät reaktorin vuoraukset), biolääketiede (keinotekoiset liitokset, hammasimplantit), rakennustekniikka (luodinkestävät panssarit, erikoislasit, lasit).

Valmisteluprosessissaalumiinioksidin keramiikkaJokainen vaihe – raaka-aineen käsittely, muovaus, sintraus ja myöhempi käsittely – on ratkaiseva. Tällä hetkellä sintraus on yleisin alumiinioksidikeramiikan valmistusprosessi. Tämä prosessi sisältää korkean lämpötilan käsittelyn, joka tiivistää viherkappaletta, edistää jyvien kasvua ja kehittää huokoisuutta, mikä muodostaa lopullisen mikrorakenteen. Kun sintraus on valmis, materiaalin mikrorakenne ja ominaisuudet määräytyvät olennaisesti, mikä tekee siitä erittäin vaikeaa muokata myöhempien prosessien kautta. Siksi sintrausmekanismin ja keskeisten vaikuttavien tekijöiden – kuten raaka-ainehiukkasten ominaisuuksien ja sintrausapuaineiden valinnan – perusteellisella tutkimuksella on merkittävä teoreettinen ja tekninen arvo alumiinioksidikeramiikan ominaisuuksien optimoinnissa ja käyttöalueen laajentamisessa.

1. JohdatusAlumiinioksidi Keramiikka

Alumiinioksidi (Al2O3) on yksi edistyneen keramiikan yleisimmin käytetyistä raaka-aineista. Al2O3-pitoisuuden perusteella se voidaan jakaa erittäin puhtaisiin (≥ 99,9 %) ja tavallisiin (75 %–99 %) tyyppeihin. Erittäin puhtaalla alumiinioksidikeramiikalla on erittäin korkeat sintrauslämpötilat (1650–1990 ℃) ja ne voivat läpäistä 1–6 μm:n infrapunavaloa, jota käytetään yleisesti natriumlampuissa, platina-platinaupokkaissa, integroitujen piirien substraateissa ja korkeataajuisissa eristyskomponenteissa. Alumiinioksidi luokitellaan useisiin tyyppeihin sen Al2O3-pitoisuuden perusteella, mukaan lukien 99%, 95%, 90% ja 85%. 99 % alumiinioksidia käytetään korkean lämpötilan upokkaissa, keraamisissa laakereissa ja kulutusta kestävissä tiivisteissä; 95 % alumiinioksidi sopii korroosionkestäviin ja kulutusta kestäviin ympäristöihin; ja 85 % alumiinioksidilla on talkin lisäyksen ansiosta optimoitu sähköiset ominaisuudet ja mekaaninen lujuus, joten se soveltuu elektroniikkalaitteiden tyhjiöpakkaukseen.

Alumiinioksidia on eri kidemuodoissa (allotrooppiset kiteet), joista yleisimmät ovat α-Al2O3, β-Al2O3 ja γ-Al2O3. α-Al2O3 (korundirakenne) on stabiilin muoto, joka kuuluu trigonaaliseen kidejärjestelmään, ja se on ainoa luonnossa esiintyvä stabiili alumiinioksidikidemuoto (kuten korundi ja rubiini). Se on tunnettu korkeasta kovuudestaan, korkeasta sulamispisteestään, erinomaisesta kemiallisesta stabiilisuudestaan ​​ja dielektrisistä ominaisuuksistaan, ja se on perusta korkean suorituskyvyn alumiinioksidikeramiikan valmistukseen.

2. Alumiinioksidikeramiikan sintraus

Sintrauksella tarkoitetaan prosessia, jossa jauhetaan tai puristettuja puristeja kuumennetaan niiden pääkomponenttien sulamispisteen alapuolella olevassa lämpötilassa ja jäähdytetään sitten asianmukaisesti tiheiden monikiteisten materiaalien saamiseksi. Tämä prosessi mahdollistaa hiukkasten kaulan kasvun diffuusion, raerajojen kulkeutumisen ja huokosten poistamisen kautta, mikä lopulta johtaa tiheään ja suorituskykyisiin keraamisiin materiaaleihin. Käyttövoima tulee järjestelmän pintaenergian taipumuksesta pienentyä – ultrahienoilla jauheilla on suuri ominaispinta-ala ja korkea pintaenergia, ja sintrauksen aikana hiukkasten sitoutuminen ja huokoisuuden väheneminen johtavat järjestelmän termodynaamiseen stabiilisuuteen.

Nestefaasin läsnäolon tai puuttumisen perusteella sintraus voidaan jakaa kiinteäfaasisintraamiseen ja nestefaasisintraukseen. Oksideja, kuten A1203 ja ZrO2, voidaan usein tiivistää kiinteäfaasisintrauksella; kun taas kovalenttiset keraamit, kuten Si3N4 ja SiC vaativat sintrausapuaineita nestefaasin muodostamiseksi sintraamisen edistämiseksi. Nestefaasisintraus sisältää kolme vaihetta: hiukkasten uudelleenjärjestelyn, liukenemisen-saostumisen ja kiinteän faasin rungon muodostumisen. Sopiva nestefaasi voi edistää tiivistymistä, mutta liiallinen nestefaasi voi johtaa epänormaaliin jyvien kasvuun.

Sintrausprosessi sisältää pääasiassa kolme vaihetta: Alkuvaihe: Hiukkasten uudelleenjärjestely, kosketuspisteet muodostavat kaulioita ja huokoset liittyvät toisiinsa; Keskivaihe: Raerajat muodostuvat ja liikkuvat, huokoset sulkeutuvat vähitellen ja tiheys kasvaa merkittävästi; Myöhempi vaihe: Jyvät jatkavat kasvuaan, ja yksittäiset huokoset katoavat vähitellen tai jäävät raerajoille.

Semicorex tarjoaa räätälöityjäAlumiinioksidikeraamiset tuotteet. Jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset lisätietoja, älä epäröi ottaa meihin yhteyttä.

Puhelinnumero +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com