Sintring av aluminiumoxidkeramik

Inom modern materialvetenskap och ingenjörskonst kan material delas in i tre huvudkategorier: metaller, organiska polymerer och keramik. Bland dem har aluminiumoxidkeramik, på grund av sina utmärkta omfattande egenskaper, blivit en av de mest producerade och tillämpade avancerade keramerna. De har hög mekanisk hållfasthet (böjhållfasthet upp till 300-400 MPa), hög resistivitet (10¹⁴-10¹⁵ Ω·cm), utmärkta isoleringsegenskaper, hög hårdhet (Rockwell-hårdhet HRA80-90), hög smältpunkt (ungefär 2050℃ samt utmärkta korrotoniska och kemiska egenskaper), utmärkta korrotoniska och optiska egenskaper. konduktivitet. Av dessa skäl används aluminiumoxidkeramik i stor utsträckning inom många högteknologiska områden, inklusive maskintillverkning (såsom slitstarka delar och skärverktyg), elektronik och kraft (substrat för integrerade kretsar, isolerande skal), kemisk industri (korrosionsbeständiga reaktorbeklädnader), biomedicin (konstgjorda fogar), konstruktionsimplantat- och konstruktionsfogar, konstruktionsimplantat och dentala glas. (högtemperaturfönster, radomer).

I beredningsprocessen avaluminiumoxid keramik, varje steg – råmaterialbearbetning, formning, sintring och efterföljande bearbetning – är avgörande. För närvarande är sintring den vanliga processen för framställning av aluminiumoxidkeramik. Denna process involverar högtemperaturbehandling för att förtäta den gröna kroppen, främja korntillväxt och utveckla porositeten, vilket bildar den slutliga mikrostrukturen. När sintringen är klar bestäms i huvudsak materialets mikrostruktur och egenskaper, vilket gör det extremt svårt att modifiera genom efterföljande processer. Därför är djupgående forskning om sintringsmekanismen och viktiga påverkande faktorer - såsom egenskaperna hos råmaterialpartiklar och valet av sintringshjälpmedel - av betydande teoretiskt och tekniskt värde för att optimera egenskaperna hos aluminiumoxidkeramer och bredda deras användningsområde.

1. Introduktion tillAluminiumoxid keramik

Aluminiumoxid (Al₂O₃) är en av de mest använda råvarorna i avancerad keramik. Baserat på Al₂O₃-innehåll kan den delas in i högrenhet (≥99,9%) och vanliga (75%–99%) typer. Aluminiumoxidkeramik med hög renhet har extremt höga sintringstemperaturer (1650–1990 ℃) och kan sända 1–6 μm infrarött ljus, som vanligtvis används i natriumlampor, platina-platinadeglar, integrerade kretssubstrat och högfrekventa isolerande komponenter. Aluminiumoxid klassificeras i flera typer baserat på dess Al2O3-innehåll, inklusive 99%, 95%, 90% och 85%. 99 % aluminiumoxid används i högtemperaturdeglar, keramiska lager och slitstarka tätningar; 95 % aluminiumoxid är lämplig för korrosionsbeständiga och slitstarka miljöer; och 85 % aluminiumoxid, tack vare tillsatsen av talk, har optimerade elektriska egenskaper och mekanisk styrka, vilket gör den lämplig för vakuumförpackning av elektroniska enheter.

Aluminiumoxid finns i olika kristallformer (allotropiska kristaller), de vanligaste är a-Al2O3, β-Al2O3 och y-Al2O3. α-Al2O3 (korundstruktur) är den mest stabila formen, tillhörande det trigonala kristallsystemet, och är den enda naturligt förekommande stabila aluminiumoxidkristallformen (som korund och rubin). Det är känt för sin höga hårdhet, höga smältpunkt, utmärkta kemiska stabilitet och dielektriska egenskaper, och är grunden för framställning av högpresterande aluminiumoxidkeramik.

2. Sintring av aluminiumoxidkeramik

Sintring avser processen att värma pulver eller pressade presskroppar vid en temperatur under smältpunkten för deras huvudkomponenter och sedan kyla dem på lämpligt sätt för att erhålla täta polykristallina material. Denna process möjliggör tillväxt av partikelhals genom diffusion, korngränsmigrering och eliminering av porer, vilket i slutändan resulterar i högdensitet och högpresterande keramiska material. Drivkraften kommer från tendensen hos systemets ytenergi att minska – ultrafina pulver har hög specifik ytarea och hög ytenergi, och under sintring leder partikelbindning och porositetsreduktion till termodynamisk stabilitet i systemet.

Baserat på närvaron eller frånvaron av en flytande fas kan sintring delas upp i sintring i fast fas och sintring i flytande fas. Oxider såsom Al2O3 och ZrO2 kan ofta förtätas genom sintring i fast fas; medan kovalenta keramer såsom Si3N4 och SiC kräver sintringshjälpmedel för att bilda en vätskefas för att främja sintring. Vätskefassintring inkluderar tre steg: partikelomlagring, upplösning-utfällning och fastfasskelettbildning. En lämplig vätskefas kan främja förtätning, men överdriven vätskefas kan leda till onormal korntillväxt.

Sintringsprocessen omfattar huvudsakligen tre steg: Initialt stadium: Partikelomläggning, kontaktpunkter bildar halsar och porer blir sammankopplade; Mellanstadium: Korngränser bildas och rör sig, porerna sluter sig gradvis och densiteten ökar avsevärt; Senare skede: Korn fortsätter att växa, och isolerade porer försvinner gradvis eller stannar kvar vid korngränserna.

Semicorex erbjuder skräddarsyddaAluminiumoxid keramiska produkter. Om du har några frågor eller behöver ytterligare information, tveka inte att kontakta oss.

Kontakta telefonnummer +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com