Einführung von 10 Sinterprozessen für Aluminiumoxidkeramik (1-4)
Einführung von 10 Sinterprozessen für Aluminiumoxidkeramik (1-4)
1. Sintern bei Normaldruck
Beim Normaldrucksintern wird das Material drucklos bei Atmosphärendruck gesintert, was derzeit die gebräuchlichste Sintermethode ist. Es umfasst atmosphärisches Sintern unter der Bedingung von Luft und atmosphärisches Sintern unter der Bedingung einer bestimmten speziellen Gasatmosphäre. Das Verfahren hat eine höhere Sintertemperatur, höhere Anforderungen an den Ofen und eine größere Energieverschwendung zur Folge.
Al2O3 hat einen hohen Schmelzpunkt, daher müssen bei der Herstellung von Al2O3-Keramiken häufig Sinterzusätze hinzugefügt und durch Flüssigphasensintern verdichtet werden. Diese Methode kann im Allgemeinen das Sintern von Al2O3-Keramik fördern. Das Sintern von Al2O3-Keramik in flüssiger Phase erzeugt eine flüssige Phase, erleichtert die Diffusion und einen viskosen Fluss durch chemische Reaktion, um eine Partikelumlagerung und einen Stoffübertragungsprozess zu erreichen, die Sintertemperatur von Al2O3-Keramik zu senken und ein effektives Sintern zu beschleunigen.
Da es beim atmosphärischen Sintern keine äußere Antriebskraft gibt, ist es sehr schwierig, alle Poren im Inneren der Keramik zu beseitigen, um die theoretische Dichte zu erreichen. Der spezielle Sinterprozess bezieht sich auf das Hinzufügen einer Sinterantriebskraft während des Sinterprozesses von Aluminiumoxidkeramik, um die Verdichtung der Keramik zu fördern. Zu den gängigen Spezialsinterverfahren gehören derzeit hauptsächlich Heißpresssintern, heißisostatisches Presssintern, Mikrowellenerhitzungssintern, Mikrowellenplasmasintern, Entladungsplasmasintern usw.
2. Heißpresssintern
Beim Heißpresssintern wird bei hoher Temperatur einseitiger Druck auf die Probe ausgeübt, um die vollständige Verdichtung der Keramik zu fördern. Im Vergleich zum herkömmlichen Sintern reduziert das Sintern bei einem Druck von 15 MPa die Sintertemperatur von Keramik um 200 °C und erhöht gleichzeitig die Dichte um 2 %, und dieser Trend verstärkt sich mit zunehmendem Druck. Für reine Aluminiumoxidkeramik erfordert das herkömmliche Sintern eine Temperatur über 1800℃. Für das Heißpresssintern mit 20 MPa sind jedoch nur 1500 °C erforderlich.
Der durch das Heißpresssintern erzeugte Druck fördert den Fluss der Atome in den Partikeln, und der Druck und die Oberflächenenergie wirken zusammen als treibende Kräfte, um den Diffusionseffekt zu verstärken. Da beim Heißpresssintern bei einer niedrigeren Temperatur gesintert werden kann, wird das Kornwachstum gehemmt und die erhaltene Probe ist kompakt und gleichmäßig, hat eine kleine Korngröße und eine hohe Festigkeit. Es ist jedoch nicht geeignet, zu hohe, zu dicke und kompliziert geformte Produkte mit geringem Produktionsmaßstab und hohen Kosten herzustellen.
3. Heißisostatisches Presssintern
Heißisostatisches Presssintern ist das Sintern, bei dem gleichzeitig Druck auf alle Richtungen des Keramikkörpers ausgeübt wird, um die Sintertemperatur der Keramik zu senken. Die durch das Sintern erhaltene Keramik weist eine gleichmäßige Struktur und eine gute Leistung auf. Obwohl durch HIP-Sintern die Sintertemperatur von Keramik erfolgreich gesenkt und Artikel mit komplexen Formen erhalten werden können, erfordert HIP-Sintern das vorherige Einkapseln oder Vorsintern des Grünkörpers, und auch die Druckbedingungen sind relativ rau.
4. Ultrahochdrucksintern
Beim Ultrahochdrucksintern handelt es sich um das Sintern unter höherem Druck. Aufgrund des höheren Drucks wird die Atomdiffusion gehemmt und die Keimbildungsbarriere ist relativ gering. daher Aluminiumoxidkeramik mit hoher Dichte (>98 %) und hohe Reinheit können bei niedrigerer Temperatur hergestellt werden. Beim Ultrahochdruck-Sinterprozess erhöht der Druck die Leerstellen und die Atomdiffusionsrate in den Partikeln. Der Druck und die Oberflächenenergie wirken zusammen als treibende Kraft beim Sintern, was den Diffusionseffekt erhöht. Ultrahochdrucksintern muss normalerweise nur bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt werden, um das abnormale Wachstum von Kristallkörnern zu hemmen, wodurch hochreine Aluminiumoxidkeramiken mit hohem Verdichtungsgrad, feiner Kristallkorngröße und gleichmäßiger Verteilung erhalten werden.
