Mit herausragenden Eigenschaften wie hoher Härte, hoher Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichneter elektrischer Isolation,AluminiumoxidkeramikSie sind im Bereich der fortgeschrittenen Fertigung als Hochleistungskernmaterialien bekannt. Da ihr Sinterprozess die Produktleistung und -kosten maßgeblich bestimmt, hat er branchenweit seit Langem große Beachtung gefunden.
Im Bereich der traditionellen Sinterverfahren sind druckloses Sintern und Heißpresssintern nach wie vor die gängigsten Methoden für die Massenproduktion.
Das drucklose Sintern zeichnet sich durch einfache Ausrüstung und niedrige Kosten aus und wird daher in der konventionellen Produktion weit verbreitet eingesetzt.AluminiumoxidkeramikProdukte wie Isolatoren und verschleißfeste Teile werden mit diesem Verfahren hergestellt. Es verdichtet pulverförmige Rohstoffe bei hohen Temperaturen zwischen 1600 °C und 1800 °C. Obwohl es die grundlegenden Anforderungen der Industrie erfüllt, weist es Nachteile wie grobes Kornwachstum aufgrund der extrem hohen Temperaturen und einen übermäßigen Energieverbrauch auf. Allein der Energieverbrauch macht 20–30 % der gesamten Produktkosten aus.
Durch die Kombination von hoher Temperatur und uniaxialem Druck senkt das Heißpresssintern die Sintertemperatur auf etwa 1500 °C und hemmt wirksam das Kornwachstum. Das hergestellteAluminiumoxidkeramikSie zeichnen sich durch hohe Dichte und eine Biegefestigkeit von bis zu 700 MPa aus und eignen sich daher für Kleinserien mit hohen Anforderungen, wie z. B. Präzisionsschneidwerkzeuge und Bauteile für die Luft- und Raumfahrt. Aufgrund des starken Werkzeugverschleißes und der geringen Produktionseffizienz ist dieses Verfahren jedoch für die Massenfertigung im großen Maßstab nicht geeignet.
Um die Grenzen traditioneller Verfahren zu überwinden, haben Forschungseinrichtungen und Unternehmen in China in den letzten Jahren ihre Forschungs- und Entwicklungsbemühungen im Bereich fortschrittlicher Sintertechnologien intensiviert. Modernste Verfahren wie Mikrowellensintern, Funkenplasmasintern (SPS) und Heißisostatisches Pressen (HIP) finden zunehmend industrielle Anwendung.
Das Mikrowellensintern ermöglicht die vollständige innere Erwärmung von Keramik durch ein Mikrowellenfeld mit einer Aufheizrate von bis zu 50 °C pro Minute. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wird die Sintertemperatur um 100–150 °C gesenkt und der Energieverbrauch um 30–50 % reduziert. Gleichzeitig weisen die fertigen Produkte eine gleichmäßige Kornstruktur und eine höhere Lichtdurchlässigkeit auf. Diese Technologie findet heute breite Anwendung in Bereichen wie transparenter Keramik und elektronischen Substraten.
Beim Funkenplasmasintern werden Partikeloberflächen durch Plasma aktiviert, das mittels gepulstem elektrischem Strom erzeugt wird, um eine schnelle Verdichtung zu erzielen. Bei der Verarbeitung von Nano-Aluminiumoxidpulver mit diesem Verfahren lassen sich Keramikprodukte mit einer relativen Dichte von 99,5 % bei lediglich 1140 °C und einer Lichtdurchlässigkeit von 71 % herstellen. Es bietet somit einen effizienten technischen Weg zur Herstellung von Nanokeramik.
Branchenexperten geben an, dass die Sintertechnologie vonAluminiumoxidkeramikDie Technologie entwickelt sich in Richtung Energieeinsparung, Verfeinerung und Diversifizierung. Zukünftig wird sie die Integration verschiedener Prozesse weiter vorantreiben, die Anlagenkosten optimieren und die Engpässe beim Sintern großer und komplex geformter Produkte überwinden. Gleichzeitig werden Aluminiumoxidkeramiken dank des verstärkten Synergieeffekts von Nanotechnologie und Additiven sowie der politischen Förderung fortschrittlicher neuer Materialien breitere Anwendung in Zukunftsfeldern wie Halbleitergehäusen, medizinischen Implantaten und Quantencomputing finden und so einen entscheidenden Beitrag zur Modernisierung der chinesischen High-End-Fertigungsindustrie leisten.
