Introducción de 10 procesos de sinterización para cerámicas de alúmina (1-4)
Introducción de 10 procesos de sinterización para cerámicas de alúmina (1-4)
1. Sinterización a presión normal
La sinterización a presión normal significa que el material se sinteriza a presión atmosférica sin presión, que es actualmente el método de sinterización más común. Incluye la sinterización atmosférica bajo la condición de aire y la sinterización atmosférica bajo la condición de cierta atmósfera de gas especial. El método tiene una temperatura de sinterización más alta, mayores requisitos para el horno y un mayor desperdicio de energía.
Al2O3 tiene un alto punto de fusión, por lo que la preparación de cerámicas de Al2O3 a menudo necesita agregar aditivos de sinterización y compactarse mediante sinterización en fase líquida. Este método generalmente puede promover la sinterización de cerámicas de Al2O3. La sinterización en fase líquida de cerámicas Al2O3 genera una fase líquida, facilita la difusión y el flujo viscoso a través de una reacción química para lograr el reordenamiento de partículas y el proceso de transferencia de masa, reducir la temperatura de sinterización de las cerámicas Al2O3 y acelerar la sinterización efectiva.
Dado que la sinterización atmosférica no tiene fuerza impulsora externa, es muy difícil eliminar todos los poros dentro de la cerámica para alcanzar la densidad teórica. El proceso de sinterización especial se refiere a agregar fuerza impulsora de sinterización durante el proceso de sinterización de cerámicas de alúmina para promover la densificación de las cerámicas. En la actualidad, los procesos de sinterización especiales comunes incluyen principalmente sinterización por prensado en caliente, sinterización por prensado isostático en caliente, sinterización por calentamiento por microondas, sinterización por plasma por microondas, sinterización por plasma por descarga, etc.
2. Sinterización por prensado en caliente
La sinterización por prensado en caliente consiste en aplicar presión unidireccional a la muestra a alta temperatura para promover que la cerámica logre una densificación total. En comparación con la sinterización convencional, la sinterización a una presión de 15 MPa reduce la temperatura de sinterización de la cerámica en 200 ℃ al tiempo que aumenta la densidad en un 2 %, y esta tendencia aumenta con el aumento de la presión. Para las cerámicas de alúmina pura, la sinterización convencional requiere una temperatura superior a 1800 ℃. Sin embargo, sólo se requieren 1500 ℃ para la sinterización por prensado en caliente a 20 MPa.
La presión proporcionada por la sinterización por prensado en caliente promueve el flujo de átomos en las partículas, y la presión y la energía superficial juntas actúan como fuerzas impulsoras para fortalecer el efecto de difusión. Debido a que la sinterización por prensado en caliente puede sinterizar a una temperatura más baja, se inhibe el crecimiento del grano y la muestra obtenida es compacta y uniforme, de tamaño de grano pequeño y de alta resistencia. Sin embargo, no es adecuado producir productos demasiado altos, demasiado gruesos y de forma complicada, con una escala de producción pequeña y un coste elevado.
3. Sinterización por prensado isostático en caliente
La sinterización por prensado isostático en caliente es la sinterización que aplica presión en todas las direcciones del cuerpo cerámico al mismo tiempo para reducir la temperatura de sinterización de la cerámica, y la cerámica obtenida mediante sinterización tiene una estructura uniforme y un buen rendimiento. Aunque la sinterización HIP puede reducir con éxito la temperatura de sinterización de las cerámicas y puede obtener artículos con formas complejas, la sinterización HIP requiere encapsular o presinterizar el cuerpo verde por adelantado, y las condiciones de presión también son relativamente duras.
4. Sinterización a presión ultraalta
La sinterización a presión ultraalta es la sinterización a mayor presión. debido a una presión más alta, la difusión atómica se inhibe y la barrera de nucleación es relativamente pequeña. por lo tanto, cerámicas de alúmina con alta densidad (>98%) y se puede preparar alta pureza a temperatura más baja. En el proceso de sinterización a presión ultraalta, la existencia de presión aumenta las vacantes y la tasa de difusión atómica en las partículas. La presión y la energía superficial actúan juntas como fuerza impulsora de la sinterización, lo que aumenta el efecto de difusión. La sinterización a presión ultraalta generalmente solo necesita realizarse a una temperatura relativamente baja para inhibir el crecimiento anormal de los granos de cristal, obteniendo así cerámicas de alúmina de alta pureza con un alto grado de densificación, un tamaño de grano de cristal fino y una distribución uniforme.
