Алюминий тотығы керамикасын агломерациялау

Қазіргі материалтану мен техникада материалдарды үш негізгі категорияға бөлуге болады: металдар, органикалық полимерлер және керамика. Олардың ішінде алюминий тотығы бар керамика өзінің тамаша жан-жақты қасиеттерінің арқасында ең көп өндірілетін және қолданылатын жетілдірілген керамиканың біріне айналды. Олар жоғары механикалық беріктікке (иілу беріктігі 300-400 МПа дейін), жоғары кедергіге (10¹⁴-10¹⁵ Ω·см), тамаша оқшаулау қасиеттеріне, жоғары қаттылыққа (Роквелл қаттылығы HRA80-90), жоғары балқу температурасына (шамамен 2050℃, сондай-ақ тамаша химиялық тұрақтылық пен спецификалық төзімділікке) ие. иондық өткізгіштік. Осы себептерге байланысты алюминий тотығы керамика көптеген жоғары технологиялық салаларда кеңінен қолданылады, соның ішінде машина жасау (тозуға төзімді бөлшектер мен кескіш құралдар сияқты), электроника және энергетика (интегралды схема астары, оқшаулағыш қабықтар), химия өнеркәсібі (коррозияға төзімді реактор төсемдері), биомедицина (жасанды қосылыстар, стоматологиялық имплантанттар мен арнайы имплантанттар шынылары), (жоғары температуралы терезелер, радомдар).

Дайындық процесіндеалюминий тотығы керамика, әрбір қадам — шикізатты өңдеу, қалыптау, агломерациялау және кейінгі өңдеу — шешуші мәнге ие. Қазіргі уақытта агломерация алюминий тотығы керамикасын дайындаудың негізгі процесі болып табылады. Бұл процесс жасыл денені тығыздау, дәннің өсуін ынталандыру және соңғы микроқұрылымды қалыптастыру үшін кеуектілікті дамыту үшін жоғары температурада өңдеуді қамтиды. Агломерация аяқталғаннан кейін материалдың микроқұрылымы мен қасиеттері негізінен анықталады, бұл келесі процестер арқылы өзгертуді өте қиын етеді. Сондықтан, агломерациялау механизмін және негізгі әсер етуші факторларды, мысалы, шикізат бөлшектерінің сипаттамаларын және агломерациялау құралдарын таңдауды терең зерттеу алюминий тотығы керамикасының қасиеттерін оңтайландыру және оларды қолдану ауқымын кеңейту үшін маңызды теориялық және инженерлік құндылыққа ие.

1. КіріспеАлюминий тотығы керамика

Алюминий тотығы (Al₂O₃) озық керамикадағы ең жиі қолданылатын шикізаттың бірі болып табылады. Al₂O₃ мазмұнына қарай оны тазалығы жоғары (≥99,9%) және қарапайым (75%–99%) түрлерге бөлуге болады. Жоғары таза глиноземді керамика өте жоғары агломерациялық температураға ие (1650–1990℃) және әдетте натрий лампаларында, платина-платина тигельдерде, интегралды схема астарларында және жоғары жиілікті оқшаулағыш компоненттерде қолданылатын 1–6 мкм инфрақызыл сәулені өткізе алады. Алюминий оксиді құрамындағы Al₂O₃ құрамына қарай бірнеше түрге жіктеледі, соның ішінде 99%, 95%, 90% және 85%. 99% алюминий оксиді жоғары температуралы тигельдерде, керамикалық мойынтіректерде және тозуға төзімді тығыздағыштарда қолданылады; 95% алюминий тотығы коррозияға төзімді және тозуға төзімді орталар үшін жарамды; және 85% алюминий тотығы тальк қосылғандықтан, оңтайландырылған электрлік қасиеттері мен механикалық беріктігі бар, бұл оны вакуумды электронды құрылғыларды орау үшін жарамды етеді.

Алюминий тотығы әртүрлі кристалдық формаларда (аллотропты кристалдар) болады, ең көп тарағаны α-Al₂O₃, β-Al₂O₃ және γ-Al₂O₃. α-Al₂O₃ (корунд құрылымы) тригональды кристалдық жүйеге жататын ең тұрақты пішін және табиғи түрде кездесетін жалғыз тұрақты алюминий тотығы кристалды түрі (корунд және рубин сияқты). Ол өзінің жоғары қаттылығымен, жоғары балқу температурасымен, тамаша химиялық тұрақтылығымен және диэлектрлік қасиеттерімен танымал және өнімділігі жоғары алюминий тотығы керамикасын дайындау үшін негіз болып табылады.

2. Алюминий тотығы керамикасын агломерациялау

Агломерация деп ұнтақты немесе престелген компакттарды олардың негізгі компоненттерінің балқу температурасынан төмен температурада қыздыру, содан кейін тығыз поликристалды материалдарды алу үшін оларды тиісті түрде салқындату процесін айтады. Бұл процесс диффузия, астық шекарасының миграциясы және кеуектерді жою арқылы бөлшектердің мойынының өсуіне мүмкіндік береді, нәтижесінде жоғары тығыздықтағы, жоғары өнімді керамикалық материалдар пайда болады. Қозғаушы күш жүйенің беттік энергиясының азаю тенденциясынан туындайды — ультрафильтр ұнтақтардың меншікті бетінің жоғары ауданы және жоғары беттік энергиясы бар, ал агломерация кезінде бөлшектердің байланысы және кеуектіліктің төмендеуі жүйенің термодинамикалық тұрақтылығына әкеледі.

Сұйық фазаның болуы немесе болмауына байланысты агломерацияны қатты фазалық агломерациялау және сұйық фазалық агломерациялау деп бөлуге болады. Al₂O₃ және ZrO₂ сияқты оксидтерді қатты фазалық агломерация арқылы тығыздауға болады; ал Si₃N₄ және SiC сияқты ковалентті керамика агломерацияны ынталандыру үшін сұйық фазаны қалыптастыру үшін агломерациялау құралдарын қажет етеді. Сұйық фазалық агломерация үш кезеңді қамтиды: бөлшектердің қайта реттелуі, еріту-тұндыру және қатты фазалық жақтаудың қалыптасуы. Сәйкес сұйық фаза тығыздануға ықпал етуі мүмкін, бірақ шамадан тыс сұйық фаза дәннің қалыптан тыс өсуіне әкелуі мүмкін.

Агломерация процесі негізінен үш кезеңді қамтиды: Бастапқы кезең: Бөлшектердің қайта орналасуы, байланыс нүктелері мойындарды құрайды және кеуектер өзара байланысады; Орташа кезең: Дән шекаралары қалыптасады және қозғалады, кеуектер бірте-бірте жабылады және тығыздығы айтарлықтай артады; Кейінгі кезең: Дәндердің өсуі жалғасады, ал оқшауланған кеуектер біртіндеп жойылады немесе дән шекараларында қалады.

Semicorex теңшелген ұсыныстарАлюминий тотығы керамикалық бұйымдар. Егер сізде қандай да бір сұрақтар болса немесе қосымша мәліметтер қажет болса, бізбен байланысудан тартынбаңыз.

Байланыс телефоны +86-13567891907

Электрондық пошта: sales@semicorex.com