Pentru ceramica avansată, diferitele lor proprietăți depind nu numai de compoziția chimică a materialului, ci și de microstructura materialului. În general, compoziția chimică a unui material este fixă, în timp ce microstructura acestuia poate fi alterată prin sinterizare.
Definiţia Sintering
Sinterizarea este procesul prin care o pulbere compactată, la încălzirea la o anumită temperatură (sub punctul de topire al materialului), începe să se micșoreze și se transformă într-un corp sinterizat dens, puternic. Sinterizarea este o etapă critică în fabricarea ceramicii avansate, iar performanța cuptorului de sinterizare are o influență decisivă asupra calității produsului final.
Procesul de sinterizare a corpurilor verzi ceramice
Corpul verde:Corpul ceramic verde este format din particule aflate în contact punctual unele cu altele.
Etapa incipientă a sinterizării:În timpul sinterizării la-temperatură ridicată, materialul umple gâturile și porii dintre particule, determinând gâturile să crească treptat. Interfețele de contact extinse între particule conduc la contracția continuă și reducerea porilor în produsul sinterizat, crescând astfel densificarea. Mici pori izolați rămân la joncțiunile cerealelor, iar densitatea reală a corpului sinterizat atinge peste 90% din densitatea teoretică.
Etapa târzie a sinterizării:Materialul de la granițele granulelor difuzează continuu în pori, crescând și mai mult densitatea materialului ceramic. Creșterea uniformă a cerealelor face ca porii să migreze împreună cu granițele granulelor până când se obține un material ceramic foarte dens. În timpul creșterii boabelor în etapa târzie de sinterizare, rata de migrare a graniței poate depăși rata de migrare a porilor, ceea ce face ca porii să se separe de granițele și ulterior să rămână prinși în boabe.
Trebuie remarcat faptul că în timpul sinterizării ceramicii avansate, porii din corpul verde scad treptat, iar componentele aditive dispar. Pe măsură ce sinterizarea continuă, rezistența de legătură între particule și rezistența mecanică generală a materialului ceramic avansat se îmbunătățesc.
Clasificarea cuptoarelor de sinterizare ceramică
Pentru a obține materiale ceramice cu proprietăți excelente, este necesar să se selecteze tipul corespunzător de cuptor de sinterizare și parametrii, precum și să funcționeze și să întrețină cuptorul în mod corespunzător.
(1) Clasificare în funcție de condițiile de presiune (cel mai frecvent)
(Notă: textul original afișează un tabel sub acest punct, dar conținutul tabelului nu este furnizat. Doar titlul este tradus aici.)
(2) Clasificare după metoda de încălzire
① Cuptor încălzit cu rezistență{0}:Cel mai frecvent utilizat; elementele de încălzire includ MoSi₂, SiC, grafit, etc.; temperaturile pot ajunge la 1800-2200 de grade.
② Cuptor încălzit cu inducție{0}:Utilizează încălzirea prin inducție electromagnetică; încălzire rapidă, eficiență ridicată; potrivit pentru materiale conductoare sau ceramică care conțin o fază conductoare.
③ Cuptor de sinterizare cu microunde:Utilizează efectul de încălzire volumetrică al microundelor, generând căldură din interiorul moleculelor de material pentru a obține o încălzire rapidă și uniformă. În funcție de forma de aplicare a cuptorului cu microunde, această categorie include sinterizarea cu încălzire cu microunde, sinterizarea cu plasmă cu microunde etc.
④ Cuptor de sinterizare cu plasmă cu scânteie (SPS):Utilizează un curent înalt-pulsat care trece prin particulele de pulbere pentru a genera plasmă de descărcare, realizând sinterizarea ultra{-rapidă, la temperatură joasă-într-un câmp instantaneu de-temperatură înaltă și de înaltă-presiune. Utilizat pe scară largă în cercetarea materialelor și producția de noi aliaje, materiale compozite și materiale gradate funcțional.
(3) Clasificarea după metoda de producție
① Cuptoare discontinue (cuptoare cu mufă, cuptoare cu cutie, cuptoare cu clopot):Potrivit pentru producție de-loturi mici, mai multe-soiuri; flexibilitate ridicată.
② Cuptoare continue (cuptoare cu role, cuptoare cu împingere, cuptoare tunel):Potrivit pentru producția industrială la scară mare-; eficiență ridicată și consistență bună.
③ Cuptoare cu destinație-specială (cuptoare dedicate LTCC, cuptoare ceramice dentare, cuptoare ceramice pentru imprimare 3D):Proiectate pentru procese specifice, de exemplu, cuptoarele LTCC necesită un control precis al dezbinării și al arderii co-.