Vanwege de uitstekende mechanische sterkte, uitstekende elektrische isolatie-eigenschappen, goede hogetemperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid,aluminiumoxide keramieknemen een onvervangbare en cruciale positie in de moderne industrie in. Dit artikel voert een diepgaande analyse uit van de belangrijkste grondstof die de prestaties van aluminiumoxidekeramiek bepaalt: industrieel aluminiumoxide, en behandelt de classificatie, kenmerken en bereidingsprocessen ervan. Beginnend met de knelpunten in de toepassing in hoogwaardige productie en gecombineerd met specifieke toepassingsscenario's, worden de belangrijkste effecten van de zuiverheid van de grondstof, de deeltjesgrootte en de procesprestaties op de prestaties van het eindproduct onthuld. Daarnaast wordt systematisch een reeks oplossingen uitgewerkt, variërend van grondstofzuivering en microstructurele regulering tot geavanceerde sintertechnologieën, en wordt een samenvatting en vooruitblik gegeven op de toekomstige ontwikkelingstrends vanaluminiumoxide keramiekgrondstoffen.
Alumina-keramiek; Belangrijkste grondstoffen; Industrieel alumina; Zuiverheid; Deeltjesgrootte; Sinteringsadditieven; Prestatieregulering
Het nauwkeurig bewerken van keramische 'genen' van grondstoffen tot structuur
Om de bovengenoemde problemen systematisch aan te pakken, moeten we terugkeren naar de basisprincipes van grondstoffen. Door middel van multidimensionale en verfijnde controlemethoden kunnen we een genetische hermodellering van de eigenschappen van...aluminiumoxide keramiek.
1. Selectie en sortering van grondstoffen: het leggen van de basis voor prestaties
Industrieel aluminiumoxide (Al₂O3) is geen enkele stof, maar een familie die strikt op zuiverheid wordt ingedeeld:
● Universeel type (bijv. 95%, 99% Al₂O₃): Geschikt voor scenario's met lage prestatievereisten, zoals vuurvaste materialen en algemene structurele componenten.
● Type met hoge zuiverheid (zoals 99,5%, 99,7% Al₂O3): met een extreem laag gehalte aan alkalimetaalverontreinigingen is dit de belangrijkste grondstof voor de productie van hoogwaardige elektronische keramiek, transparante keramiek en bougies.
● Type met ultrahoge zuiverheid (99,9% en hoger): Wordt voornamelijk gebruikt in sectoren zoals halfgeleiders, lasers en geavanceerde optica, waarbij zuiverheidseisen het ppm- of zelfs ppb-niveau bereiken.
Op basis van de prestatievereisten van eindproducten, nauwkeurig het zuiverheidsniveau van grondstoffen afstemmen en prestatierisico's veroorzaakt door onzuiverheden uit de bron elimineren.
2. Nauwkeurige controle van deeltjesgrootte en morfologie: het vormgeven van ideale microstructuren
De deeltjesgrootte, -verdeling en -morfologie van de grondstoffen bepalen rechtstreeks de sinteractiviteit en de microstructuur van het uiteindelijke keramiek:
● Ultrafijne deeltjesgrootte en smalle verdeling: Door middel van geavanceerde maal- en classificatietechnologieën zoals straal- en zandfrezen wordt aluminiumoxidepoeder verwerkt tot submicron- of zelfs nanometerniveau, waarbij de deeltjesgrootteverdeling strikt wordt gecontroleerd. Ultrafijne en uniforme deeltjes hebben een groter specifiek oppervlak en een hogere sinteringsdrijfkracht, wat sinteren bij lage temperaturen en hoge dichtheid mogelijk maakt en de productie van hoogwaardige keramiek met fijne korrels en een uniforme structuur mogelijk maakt.
● Sferoïdisatiebehandeling: Bijna bolvormige deeltjes hebben een betere vulling en vloeibaarheid, wat niet alleen de uniformiteit van drooggeperste groene lichamen verbetert, maar ook de materiaaloverdracht en verdichtingsprocessen tijdens het sinteren bevordert.
3. Wetenschappelijke samenstelling van sinteradditieven: het begeleiden van de "slimme navigatie van het sinteren
Om de sintertemperatuur te verlagen, abnormale korrelgroei te remmen, korrelgrenzen te zuiveren of specifieke functies toe te voegen, wordt doorgaans een kleine hoeveelheid (0,5%–5%) sinterhulpmiddelen toegevoegd:
● MgO: een klassiek additief dat de abnormale groei van aluminiumoxidekorrels effectief remt en de homogenisatie van de microstructuur bevordert. Het is de sleutel tot de bereiding van hoogwaardige en transparante keramiek.
● SiO₂, CaO, MgO, enz.: Door een onmiddellijke vloeibare fase te vormen, bevorderen ze de materiaalmigratie aanzienlijk en bereiken ze een hoge verdichting bij lage temperaturen. Er moet echter rekening worden gehouden met de impact van residu in de vloeibare fase op de prestaties bij hoge temperaturen.
● Zeldzame aardoxiden (Y₂O3, La₂O3, enz.): kunnen korrelgrenzen verbreken, onzuiverheden in de korrelgrenzen verwijderen, de kruipweerstand bij hoge temperaturen aanzienlijk verbeteren en de betrouwbaarheid van keramiek op de lange termijn aanzienlijk verbeteren.
4. Samenwerkende optimalisatie van giet- en sinterprocessen
Zelfs als de grondstoffen perfect zijn, moeten geavanceerde vorm- en sinterprocessen op elkaar worden afgestemd om hun potentieel volledig te benutten:
● Isostatische drukvorming: zorgt voor isotrope vormdruk om keramische lichamen met een hoge dichtheid en zonder defecten te verkrijgen.
● Warmperssinteren en warmisostatischperssinteren: Door het synergetische effect van temperatuur en druk worden de interne poriën van het materiaal bijna volledig geëlimineerd en worden aluminiumoxide-keramische producten bereid met een dichtheid van meer dan 99,99% en prestaties die de theoretische limiet benaderen.