Auswahl von Aluminiumoxid-Rohstoffen für Hochtemperatur-Keramikteile
Derzeit finden neue Aluminiumoxid-Materialien zunehmend breite Anwendung in Hochleistungselektronik, präzisen Strukturkomponenten, der neuen Energiebranche, Optik, Biomedizin und anderen Bereichen. Einige Kernkomponenten werden aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit, elektrischen Isolierung, Korrosionsbeständigkeit, hohen Festigkeit und hohen Härte weit verbreitet eingesetzt. Die Einsatzfähigkeit und Lebensdauer dieser technischen Keramiken – auch Hochtemperatur-Strukturkeramiken genannt – hängt zu 80 % davon ab, ob die Aluminiumoxid-Rohstoffe korrekt ausgewählt wurden. Bei einer falschen Auswahl der Rohstoffe gehen sämtliche nachfolgenden Sinter-, Bearbeitungs- und Leistungsprozesse verloren.
Als Unternehmen mit jahrelanger intensiver Erfahrung in der Branche für neue Aluminiumoxid-Materialien hat Shandong Greatsun Aopeng kalziniertes α-Aluminiumoxid über Jahre hinweg umfangreiche Erfahrungen im Bereich der Analyse von Kundendaten zur Rohstoffnutzung gesammelt; im Folgenden erfolgt eine kurze Darstellung basierend auf praktischer Erfahrung …

Drei zentrale Kenngrößen für Hochtemperatur-Keramikteile
1. Reinheit (die wichtigste)
2. Kristallform / Phasenstruktur
3. Teilchengröße und Granulationszustand (bestimmt den Form- und Sinterungseffekt)
Reinheit: Bestimmt direkt die maximale Temperaturbeständigkeit
aluminiumoxid mit 92 % und 95 % Reinheit enthält eine große Menge an Glasphase, weicht bei hohen Temperaturen leicht auf und verformt sich; die Festigkeit ist begrenzt. Es eignet sich daher nur für verschleißfeste Bauteile unter niedrigen Temperaturen und normalen Betriebsbedingungen und ist nicht für hochtemperaturfeste Strukturbauteile geeignet.
hochreines Aluminiumoxid mit 99 %, 99,5 % und 99,7 % Reinheit enthält extrem wenig Glasphase, weist eine geringe Hochtemperatur-Kriechverformung und eine hohe Refraktärheit auf und stellt den Standard-Rohstoff für keramische Hochtemperaturbauteile dar.
Daher sollte für Hochtemperaturbauteile direkt hochreines Aluminiumoxid mit mindestens 99 % Reinheit ausgewählt werden.
Kristallform: α-Al₂O₃ ist die hochtemperaturstabile Matrix
γ-Al₂O₃: Hohe Aktivität, jedoch tritt bei hohen Temperaturen eine Phasenumwandlung auf, wobei es zu starker Schrumpfung und Verformung kommt
α-Al₂O₃: Stabil bei hohen Temperaturen, dichte Struktur, gute Korrosions- und Erosionsbeständigkeit
Zwingend erforderlicher Rohstoff für keramische Hochtemperaturteile: α-Phasen-Alumina-Mikropulver / granuliertes Pulver
Partikelgröße und Granulierung: Bestimmen, ob dichte Hochtemperaturteile gesintert werden können
Feinpulver: Hohe Sinterdichte und gute Hochtemperaturleistung, jedoch schlechte Fließfähigkeit
Granuliertes Pulver: Gute Formgebungseigenschaften und gleichmäßige Dichte, geeignet für Trockenpressen / isostatisches Pressen
Für hochtemperaturfeste Strukturbauteile wird bevorzugt granuliertes Aluminiumoxidpulver mit einer Reinheit von 99 % und höher verwendet.
Daher ist eine sorgfältige Prüfung erforderlich, wenn Rohstoffe direkt an der Quelle ausgewählt werden. Hochwertiges Hochtemperatur-Aluminiumoxidpulver weist folgende Merkmale auf: gute Sphärizität, gute Fließfähigkeit, stabile Sinterschrumpfung, hohe Dichte nach dem Sintern und nur wenige geschlossene Poren. Nur Pulver mit diesen Eigenschaften ermöglicht die Herstellung hochtemperaturfester keramischer Bauteile mit verbesserter Hochtemperaturfestigkeit und erhöhter Beständigkeit gegen thermische Schocks. Eine zentrale Regel lautet: hochreines α-Al₂O₃ ab 99 % Reinheit – je geringer der Gehalt an Verunreinigungen, desto stabiler ist die Hochtemperaturleistung.
Wir empfehlen unser Aluminiumoxidpulver AL-10B. Derzeit wird dieses Produkt von inländischen Unternehmen stabil eingesetzt, die keramische Substrate, Verpackungswafer, keramische Spannfutter, Isolatorringe, Keramiklager, Panzerplatten sowie Teile für Schutzpanzerungen herstellen. Unsere granulierten Pulver CX99 und CX995 weisen nach dem Brennen eine Schüttdichte von über 3,88 g/cm³ bis 3,9 g/cm³ auf.
Tabelle der physikalischen und chemischen Kennwerte:
| Prüfobjekt | Einheit | Prüfgeräte | Messwert | Prüfgrundlage und Beschreibung |
| Al₂O₃ | % | Röntgenfluoreszenzspektrometer | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | Röntgenfluoreszenzspektrometer | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | Röntgenfluoreszenzspektrometer | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | Röntgenfluoreszenzspektrometer | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| Prüfung der primären Kristallpartikelgröße (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 |
Physikalische und chemische Kennwerte des CX99-Granulats:
| Nr. | Prüfobjekt | Unterposition | Durchschnittswert |
| 1 | Chemische Zusammensetzung (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃ % | 0.015 | ||
| Na₂O % | 0.05 | ||
| 2 | Schüttdichte | g/cm³ | 1.04 |
| 3 | Feuchtigkeitsgehalt | % | 0.6 |
| 4 | Rohdichtewert | g/cm³ | 2.35 |
| 5 | Verlust bei der Ignition | % | ≤4.0 |
| 6 | Partikelgröße D50 | μm | 0.76 |
| 7 | Sinterungstemperatur | ℃ | 1630 |
| 8 | Haltezeit | h | 2.5 |
| 9 | Gesinterte Keramikdichte | g/cm³ | 3.88 |
| 10 | Durchschnittlicher Schrumpfungsgrad | – | 1.196 |
| 11 | Partikelgrößenverteilung | MESH | 60–250 |
| 12 | Keramikfarbe | – | Blassgelb |
| Prüferstempel | — | 2 | Prüfergebnis: Erfolgreich |
Physikalische und chemische Kennwerte des granulierten Pulvers CX995
| Physikalische Eigenschaften | Einheit | Messwert |
| Granuliertes Pulver D50 | μm | 90 |
| Schüttdichte | g/cm³ | 1.15 |
| Verlust bei der Ignition | % | 3.5 |
| Feuchtigkeitsgehalt | % | 0.35 |
| Chemische Eigenschaften | Einheit | Messwert |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| Keramische Eigenschaften | Einheit | Messwert |
| Größe der primären Kristalle | μm | 0.85 |
| Median-Partikelgröße D50 | μm | 1 |
| Gründichte (100 MPa) | g/cm³ | 2.3 |
| Sinterdichte (1650 °C / 2 h) | g/cm³ | 3.92 |
| Verkleinerungsrate | % | 17 |
Für detaillierte Daten kontaktieren Sie uns bitte zur Beratung.
Bei der Auswahl von Rohstoffherstellern stellen Produktionsvolumen oder vorübergehend hohe Kennwerte nicht zwangsläufig ein hochwertiges Pulver dar; konsistente Materialleistung und stabile Qualität sind die zentralen Kriterien. Der Einkauf von Materialien allein aufgrund niedriger Preise führt früher oder später zu Produktionsverlusten.
Die Auswahl hochwertiger, stabiler Rohstoffe bietet mehrere Vorteile: keine häufigen Anpassungen der Ofenparameter, stabile Sinterausbeute mit weniger Ausschuss; keine wiederholten Formanpassungen, Einsparungen bei Strom, Arbeitskraft, Verschleiß von Maschinen und Nacharbeitungskosten. Eine Steigerung der Ausbeute an Fertigprodukten um lediglich 1 % führt unmittelbar zu einem spürbaren Gewinnzuwachs.
Inhaltsverzeichnis
- Auswahl von Aluminiumoxid-Rohstoffen für Hochtemperatur-Keramikteile
- Drei zentrale Kenngrößen für Hochtemperatur-Keramikteile
- Tabelle der physikalischen und chemischen Kennwerte:
- Physikalische und chemische Kennwerte des CX99-Granulats:
- Physikalische und chemische Kennwerte des granulierten Pulvers CX995