EN
اختيار مواد الألومينا الأولية لأجزاء السيراميك ذات درجة الحرارة العالية
حاليًّا، تُستخدم مواد الألومينا الجديدة على نحوٍ متزايدٍ في مجالات الإلكترونيات المتطوّرة، والمكونات الهيكلية الدقيقة، والطاقة الجديدة، والبصريات، والطب الحيوي وغيرها من المجالات. ويتم اعتماد بعض المكونات الأساسية على نطاق واسع نظراً لمقاومتها العالية للحرارة، وعزلها الكهربائي، ومقاومتها للتآكل، وقوّتها العالية، وصلابتها العالية. ويعتمد قابلية استخدام هذه السيراميك الهندسية، التي تُعرف أيضاً بالسيراميك الهيكلية مقاومة الحرارة العالية، ومتانتها بنسبة ٨٠٪ على مدى صحة اختيار مواد الألومينا الأولية. فإذا تم اختيار المواد الأولية بشكل غير سليم، فإن جميع العمليات اللاحقة مثل التلبيد، والتشكيـل الآلي، وتحسين الأداء ستذهب سدى.
وبصفتها شركة لديها خبرة عميقة تمتد لسنوات في صناعة مواد الألومينا الجديدة، فقد جمعت شركة شاندونغ غريتسان أوبينغ لمواد الألومينا المحروقة (α-alumina) بيانات تحليلية واسعة النطاق عن استخدام العملاء للمواد الأولية على مدى سنوات عديدة، وفيما يلي مناقشة موجزة تستند إلى الخبرة العملية...
ثلاثة مؤشرات أساسية يجب مراعاتها عند تصنيع أجزاء السيراميك المقاومة للحرارة العالية
١. النقاء (الأهم على الإطلاق)
2. الشكل البلوري / هيكل الطور
3. حجم الجسيمات وحالة التحبيبات (يحدد تأثير التشكيل والتصليع)
النقاء: يحدد بشكل مباشر أقصى درجة مقاومة للحرارة
تحتوي أكسيد الألومنيوم بنسبة 92% و95% على كمية كبيرة من الطور الزجاجي، مما يجعلها سهلة التليّن والتشوه عند درجات الحرارة العالية وضعيفة المقاومة نسبيًّا، لذا فهي مناسبة فقط للأجزاء المقاومة للتآكل في ظروف العمل العادية ذات درجات الحرارة المنخفضة، ولا يمكن استخدامها في الأجزاء الهيكلية التي تتعرض لدرجات حرارة مرتفعة.
أما أكسيد الألومنيوم عالي النقاء بنسبة 99% و99.5% و99.7% فيحتوي على كمية ضئيلة جدًّا من الطور الزجاجي، ويتميز بانزياح حراري منخفض عند درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة عالية للحرارة، وهو بذلك يُعدّ المادة الخام القياسية المُستخدمة في صنع القطع السيراميكية المخصصة للاستخدام في درجات الحرارة المرتفعة.
وبالتالي، يجب اختيار أكسيد الألومنيوم عالي النقاء بنسبة 99% فأكثر مباشرةً للأجزاء المُعرَّضة لدرجات الحرارة المرتفعة.
الشكل البلوري: α-Al₂O₃ هو المصفوفة المستقرة عند درجات الحرارة المرتفعة
γ-Al₂O₃: يتمتع بنشاطٍ عالٍ، لكنه يمرّ بتحول طوري، ما يؤدي إلى انكماش وتشوه كبيرين عند درجات الحرارة المرتفعة
أكسيد الألومنيوم ألفا (α-Al₂O₃): مستقر عند درجات الحرارة العالية، وهيكل كثيف، ومقاوم جيد للتآكل والتآكل
مادة خام إلزامية لأجزاء السيراميك عالية الحرارة: مسحوق أكسيد الألومنيوم الدقيق أو المسحوق المحبب من الطور ألفا
حجم الجسيمات وعملية التحبيب: تحدد ما إذا كان يمكن صهر الأجزاء عالية الحرارة الكثيفة أم لا
المسحوق الناعم: يُعطي كثافة صهر عالية وأداءً جيدًا عند درجات الحرارة العالية، لكنه يفتقر إلى السيولة الجيدة
المسحوق المحبب: يتمتّع بأداء جيّد في عملية التشكيل وكثافة متجانسة، ومناسب للضغط الجاف أو الضغط الإيزوستاتيكي
تُفضَّل أجزاء الهياكل عالية الحرارة استخدام مسحوق أكسيد الألومنيوم المحبب بنقاوة ٩٩٪ فأكثر.
لذلك، يلزم إجراء فحص دقيق عند اختيار المواد الخام من المصدر. ويتميّز مسحوق الألومينا عالي الحرارة عالي الجودة فعليًّا بالخصائص التالية: كروية جيدة، وانسيابية جيدة، وانكماش احتراق مستقر، وكثافة عالية بعد الاحتراق، وبُنى مسامية مغلقة قليلة. ولا يمكن لمسحوقٍ يتمتّع بهذه الخصائص فقط أن يُنتج أجزاءً سيراميكيةً تعمل عند درجات حرارة مرتفعة وتتميّز بمقاومة أفضل للإجهادات الحرارية وقوة أعلى عند درجات الحرارة المرتفعة. وقاعدة أساسية واحدة: أكسيد الألومنيوم (α-Al₂O₃) عالي النقاء بدءًا من ٩٩٪، وكلما انخفضت نسبة الشوائب زادت استقرار الأداء عند درجات الحرارة المرتفعة.
نوصي باستخدام مسحوق الألومينا AL-10B الخاص بنا. وفي الوقت الراهن، تستخدم هذه المادة بشكل مستقر شركات محلية تُنتِج قواعد السيراميك، والرقائق التغليفية، وأقراص التثبيت السيراميكية، والحلقات العازلة، والمحامل السيراميكية، والألواح المقاومة للرصاص، وأجزاء الحماية الدرعية وغيرها. أما مساحيقنا المحبَّبة CX99 وCX995 فهي تمتلك كثافة ظاهرية تفوق ٣,٨٨ غ/سم³ ~ ٣,٩ غ/سم³ بعد الاحتراق.
جدول المؤشرات الفيزيائية والكيميائية:
| عنصر الاختبار | الوحدة | معدات اختبار | القيمة المقاسة | أساس الاختبار والوصف |
| Al₂O₃ | % | جهاز قياس الطيف بالأشعة السينية الفلورية | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | جهاز قياس الطيف بالأشعة السينية الفلورية | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | جهاز قياس الطيف بالأشعة السينية الفلورية | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | جهاز قياس الطيف بالأشعة السينية الفلورية | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| اختبار حجم الجسيمات البلورية الأولية (OMEC POP-9) | ||||
| D10 | μm | / | 0.845 | GB/T 15154-94 |
| D50 | μm | / | 1.498 | GB/T 15154-94 |
| D90 | μm | / | 2.373 | GB/T 15154-94 |
المؤشرات الفيزيائية والكيميائية لمسحوق CX99 المحبب:
| الرقم | عنصر الاختبار | بند فرعي | القيمة المتوسطة |
| 1 | التركيب الكيميائي (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| أكسيد الحديديك % | 0.015 | ||
| أكسيد الصوديوم % | 0.05 | ||
| 2 | كثافة السطح | ج/سم³ | 1.04 |
| 3 | محتوى الرطوبة | % | 0.6 |
| 4 | كثافة الجسم الأخضر | ج/سم³ | 2.35 |
| 5 | خسارة الاشتعال | % | ≤4.0 |
| 6 | حجم الجسيمات D50 | μm | 0.76 |
| 7 | درجة حرارة السintering | ℃ | 1630 |
| 8 | وقت الإمساك | h | 2.5 |
| 9 | كثافة السيراميك المشغول حراريًّا | ج/سم³ | 3.88 |
| 10 | متوسط نسبة الانكماش | – | 1.196 |
| 11 | توزيع حجم الجسيمات | شبكة | 60–250 |
| 12 | لون السيراميك | – | أصفر باهت |
| ختم المفتش | — | 2 | نتيجة الاختبار: مؤهل |
المؤشرات الفيزيائية والكيميائية لمسحوق CX995 الحبيبي
| الخصائص الفيزيائية | الوحدة | القيمة المقاسة |
| القطر المتوسط للجسيمات (D50) للمسحوق الحبيبي | μm | 90 |
| كثافة السطح | ج/سم³ | 1.15 |
| خسارة الاشتعال | % | 3.5 |
| محتوى الرطوبة | % | 0.35 |
| الخصائص الكيميائية | الوحدة | القيمة المقاسة |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| الخصائص السيراميكية | الوحدة | القيمة المقاسة |
| حجم البلورات الأولية | μm | 0.85 |
| القطر المتوسط للجسيمات (D50) | μm | 1 |
| الكثافة الخضراء (100 ميجا باسكال) | ج/سم³ | 2.3 |
| الكثافة بعد التلبيد (1650°م / ساعتان) | ج/سم³ | 3.92 |
| معدل الانكماش | % | 17 |
للحصول على بيانات تفصيلية، يُرجى الاتصال بنا للاستشارة.
عند اختيار مصنّعي المواد الخام، فإن حجم الإنتاج أو المؤشرات المرتفعة مؤقتًا لا يعكسان جودة عالية للمسحوق؛ بل إن الأداء المتسق للمواد والجودة المستقرة هما المعياران الأساسيان. وإن شراء المواد استنادًا فقط إلى انخفاض الأسعار سيؤدي في النهاية إلى خسائر إنتاجية.
يؤدي اختيار المواد الخام عالية الجودة والمستقرة إلى فوائد متعددة: عدم الحاجة إلى ضبط معلمات الفرن بشكل متكرر، واستقرار نسبة التلبيد مع انخفاض عدد المنتجات المعيبة؛ وعدم الحاجة إلى تعديل القوالب مرارًا وتكرارًا، مما يوفّر الكهرباء والعمالة وتكاليف اهتراء المعدات وإعادة التصنيع. وإن ارتفاع نسبة منتجات النهاية الصالحة للتسويق بنسبة ١٪ فقط يُترجم مباشرةً إلى نمو ملموس في الأرباح.
