Alüminium oksid keramikasının sinterlənməsi

Müasir materialşünaslıq və mühəndislikdə materialları üç əsas kateqoriyaya bölmək olar: metallar, üzvi polimerlər və keramika. Onların arasında alüminium keramika, mükəmməl hərtərəfli xüsusiyyətlərinə görə, ən çox istehsal olunan və tətbiq olunan qabaqcıl keramikalardan birinə çevrildi. Onlar yüksək mexaniki gücə (300-400 MPa-a qədər əyilmə gücü), yüksək müqavimətə (10¹⁴-10¹⁵ Ω·sm), əla izolyasiya xüsusiyyətlərinə, yüksək sərtliyə (Rockwell sərtliyi HRA80-90), yüksək ərimə nöqtəsinə (təxminən 2050 ℃, həm də əla korroziyaya davamlılıq və əla kimyəvi müqavimət) malikdirlər. ion keçiriciliyi. Bu səbəblərə görə, alüminium keramika bir çox yüksək texnologiyalı sahələrdə geniş istifadə olunur, o cümlədən maşın istehsalı (məsələn, aşınmaya davamlı hissələr və kəsici alətlər), elektronika və güc (inteqrasiya edilmiş sxemlərin substratları, izolyasiya qabıqları), kimya sənayesi (korroziyaya davamlı reaktor astarları), biotibb (süni birləşmələr, diş implantasiyası, xüsusi mühərrik şüşələri və şüşə implantları), (yüksək temperaturlu pəncərələr, radomlar).

Hazırlıq prosesindəalüminium keramika, hər bir addım – xammalın emalı, formalaşdırılması, sinterləşdirilməsi və sonrakı emal – həlledici əhəmiyyətə malikdir. Hal-hazırda sinterləmə alüminium oksidi keramika hazırlamaq üçün əsas prosesdir. Bu proses yaşıl bədəni sıxlaşdırmaq, taxıl böyüməsini təşviq etmək və son mikrostrukturun formalaşdırılması üçün məsaməliyi inkişaf etdirmək üçün yüksək temperaturla müalicəni əhatə edir. Sinterləmə başa çatdıqdan sonra materialın mikrostruktur və xassələri mahiyyətcə müəyyən edilir, bu da sonrakı proseslər vasitəsilə dəyişdirilməsini olduqca çətinləşdirir. Buna görə də, xammal hissəciklərinin xüsusiyyətləri və sinterləmə vasitələrinin seçilməsi kimi sinterləmə mexanizminin və əsas təsir edən amillərin dərindən araşdırılması alüminium keramikasının xassələrini optimallaşdırmaq və onların tətbiq dairəsini genişləndirmək üçün əhəmiyyətli nəzəri və mühəndislik dəyərinə malikdir.

1. GirişAlumina keramika

Alüminium oksidi (Al₂O₃) qabaqcıl keramikada ən çox istifadə olunan xammallardan biridir. Al₂O₃ tərkibinə əsasən yüksək təmizliyə (≥99,9%) və adi (75%–99%) növlərə bölünə bilər. Yüksək təmizlikli alüminium oksidi keramika son dərəcə yüksək sinterləmə temperaturlarına (1650–1990 ℃) malikdir və adətən natrium lampalarda, platin-platin tigelərdə, inteqral sxem substratlarında və yüksək tezlikli izolyasiya komponentlərində istifadə olunan 1–6 μm infraqırmızı işığı ötürə bilir. Alüminium oksidi tərkibindəki Al₂O₃ tərkibinə görə 99%, 95%, 90% və 85% daxil olmaqla bir neçə növə təsnif edilir. 99% alüminium oksidi yüksək temperaturlu tigelərdə, keramika rulmanlarında və aşınmaya davamlı möhürlərdə istifadə olunur; 95% alüminium oksidi korroziyaya davamlı və aşınmaya davamlı mühitlər üçün uyğundur; və 85% alüminium oksidi, talk əlavə edilərək, optimallaşdırılmış elektrik xassələrinə və mexaniki möhkəmliyə malikdir, bu da onu vakuumlu elektron cihazların qablaşdırılması üçün uyğun edir.

Alüminium oksidi müxtəlif kristal formalarda (allotropik kristallar) mövcuddur, ən çox yayılmışları α-Al₂O₃, β-Al₂O₃ və γ-Al₂O₃-dır. α-Al₂O₃ (korund quruluşu) triqonal kristal sisteminə aid olan ən sabit formadır və təbii olaraq meydana gələn yeganə sabit alüminium kristal formasıdır (korund və yaqut kimi). Yüksək sərtliyi, yüksək ərimə nöqtəsi, əla kimyəvi dayanıqlığı və dielektrik xüsusiyyətləri ilə məşhurdur və yüksək performanslı alüminium oksidi keramika hazırlamaq üçün əsasdır.

2. Alüminium oksid keramikasının sinterlənməsi

Sinterləşdirmə tozun və ya preslənmiş kompaktların əsas komponentlərinin ərimə nöqtəsindən aşağı temperaturda qızdırılması və sonra sıx polikristal materialları əldə etmək üçün müvafiq şəkildə soyudulması prosesinə aiddir. Bu proses diffuziya, taxıl sərhədi miqrasiyası və məsamələrin aradan qaldırılması vasitəsilə hissəcik boyun böyüməsinə imkan verir, nəticədə yüksək sıxlıqlı, yüksək performanslı keramika materialları əldə edilir. Hərəkətləndirici qüvvə sistemin səth enerjisinin azalma tendensiyasından irəli gəlir — ultrasəviyyəli tozlar yüksək xüsusi səth sahəsinə və yüksək səth enerjisinə malikdir və sinterləmə zamanı hissəciklərin bağlanması və məsaməliliyin azalması sistemin termodinamik sabitliyinə gətirib çıxarır.

Maye fazanın mövcudluğuna və ya olmamasına əsasən, sinterləmə bərk fazalı sinterləmə və maye fazalı sinterlənməyə bölünə bilər. Al₂O₃ və ZrO₂ kimi oksidləri bərk fazalı sinterləmə yolu ilə sıxlaşdırmaq olar; Si₃N₄ və SiC kimi kovalent keramika sinterləməni təşviq etmək üçün maye faza yaratmaq üçün sinterləmə köməkçiləri tələb edir. Maye fazalı sinterləmə üç mərhələdən ibarətdir: hissəciklərin yenidən təşkili, həll olunma-çökmə və bərk fazalı çərçivənin formalaşması. Müvafiq maye fazası sıxlaşmaya kömək edə bilər, lakin həddindən artıq maye faza anormal taxıl böyüməsinə səbəb ola bilər.

Sinterləmə prosesi əsasən üç mərhələdən ibarətdir: İlkin mərhələ: Hissəciklərin yenidən təşkili, təmas nöqtələri boyunları əmələ gətirir və məsamələr bir-birinə bağlıdır; Orta mərhələ: Taxıl sərhədləri əmələ gəlir və hərəkət edir, məsamələr tədricən bağlanır və sıxlıq əhəmiyyətli dərəcədə artır; Sonrakı mərhələ: Taxıllar böyüməyə davam edir və təcrid olunmuş məsamələr tədricən yox olur və ya taxıl sərhədlərində qalır.

Semicorex xüsusi təklif edirAlumina keramika məhsulları. Hər hansı bir sualınız varsa və ya əlavə məlumatlara ehtiyacınız varsa, bizimlə əlaqə saxlamaqdan çəkinməyin.

Əlaqə telefonu +86-13567891907

E-poçt: sales@semicorex.com