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Selección de materias primas de alúmina para piezas cerámicas de alta temperatura
Actualmente, los nuevos materiales de alúmina se aplican cada vez más ampliamente en electrónica de alta gama, componentes estructurales de precisión, nuevas energías, óptica, biomedicina y otros campos. Algunos componentes clave se adoptan ampliamente por su resistencia a altas temperaturas, aislamiento eléctrico, resistencia a la corrosión, alta resistencia y elevada dureza. La utilidad y durabilidad de estas cerámicas de ingeniería, también denominadas cerámicas estructurales de alta temperatura, dependen en un 80 % de si los materiales de alúmina se han seleccionado correctamente. Si los materiales de partida se eligen de forma inadecuada, todo el trabajo posterior de sinterización, mecanizado y optimización de propiedades resultará en vano.
Como empresa con años de profunda experiencia en la industria de nuevos materiales de alúmina, Shandong Greatsun Aopeng ha acumulado durante años experiencia en el análisis de datos sobre el uso de materias primas por parte de sus clientes; a continuación se presenta una breve exposición basada en dicha experiencia práctica…
Tres indicadores clave para piezas cerámicas de alta temperatura
1. Pureza (el más crítico)
2. Forma cristalina / estructura de fase
3. Tamaño de partícula y estado de granulación (determina el efecto de conformado y sinterización)
Pureza: determina directamente la resistencia máxima a la temperatura
el óxido de aluminio al 92 % y al 95 % contiene una gran cantidad de fase vítrea, se ablanda y deforma fácilmente a altas temperaturas y tiene una resistencia limitada; solo es adecuado para piezas resistentes al desgaste en condiciones de trabajo ordinarias y a bajas temperaturas, y no puede utilizarse en piezas estructurales de alta temperatura.
el óxido de aluminio de alta pureza al 99 %, 99,5 % y 99,7 % presenta muy poca fase vítrea, baja fluencia a altas temperaturas y alta refractariedad, por lo que constituye la materia prima estándar para piezas cerámicas de alta temperatura.
Por lo tanto, para piezas de alta temperatura se debe seleccionar directamente óxido de aluminio de alta pureza con un contenido del 99 % o superior.
Forma cristalina: α-Al₂O₃ es la matriz estable a altas temperaturas
γ-Al₂O₃: alta actividad, pero experimenta transformación de fase, con una contracción y deformación importantes a altas temperaturas
α-Al₂O₃: Estable a altas temperaturas, estructura densa, buena resistencia a la corrosión y a la erosión
Materia prima obligatoria para piezas cerámicas de alta temperatura: micropolvo de alúmina en fase α / polvo granulado
Tamaño de partícula y granulación: Determinan si es posible sinterizar piezas densas de alta temperatura
Polvo fino: Alta densidad sinterizada y buen rendimiento a altas temperaturas, pero mala fluidez
Polvo granulado: Buen rendimiento en el conformado y densidad uniforme, adecuado para prensado en seco / prensado isostático
Para piezas estructurales de alta temperatura se prefiere polvo de alúmina granulado con una pureza del 99 % o superior.
Por lo tanto, se requiere una selección cuidadosa de las materias primas en la fuente. El polvo de alúmina de alta temperatura verdaderamente de alta calidad presenta las siguientes características: buena esfericidad, buena fluidez, contracción estable durante la sinterización, alta densidad tras la sinterización y pocos poros cerrados. Únicamente un polvo con estas características puede producir piezas cerámicas de alta temperatura con mayor resistencia mecánica a altas temperaturas y mejor resistencia al choque térmico. Una regla fundamental: Al₂O₃ α de alta pureza, a partir del 99 %; cuanto menores sean las impurezas, más estable será el rendimiento a altas temperaturas.
Recomendamos nuestro polvo de alúmina AL-10B. Actualmente, este producto se utiliza de forma estable en empresas nacionales que fabrican sustratos cerámicos, obleas de encapsulado, mordazas cerámicas, anillos aislantes, rodamientos cerámicos, placas antibalas y componentes de protección blindada, entre otros. Nuestros polvos granulados CX99 y CX995 presentan una densidad aparente superior a 3,88 g/cm³ ~ 3,9 g/cm³ tras la cocción.
Tabla de indicadores físicos y químicos:
| Punto de ensayo | Unidad | Equipo de ensayo | Valor medido | Base y descripción de los ensayos |
| Al₂O₃ | % | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | Espectrómetro de fluorescencia de rayos X | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| Prueba del tamaño de partícula cristalina primaria (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 |
Índices físicos y químicos del polvo granulado CX99:
| N.º | Punto de ensayo | Subítem | Valor promedio |
| 1 | Composición química (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃ % | 0.015 | ||
| Na₂O % | 0.05 | ||
| 2 | Densidad a granel | g/cm³ | 1.04 |
| 3 | Contenido de humedad | % | 0.6 |
| 4 | Densidad del cuerpo verde | g/cm³ | 2.35 |
| 5 | Pérdida por ignición | % | ≤4.0 |
| 6 | Tamaño de partícula D50 | μm | 0.76 |
| 7 | Temperatura de sinterización | ℃ | 1630 |
| 8 | Tiempo de retención | h | 2.5 |
| 9 | Densidad de la cerámica sinterizada | g/cm³ | 3.88 |
| 10 | Relación media de contracción | – | 1.196 |
| 11 | Distribución del tamaño de partículas | MALLA | 60–250 |
| 12 | Color de la cerámica | – | Amarillo pálido |
| Sello del inspector | — | 2 | Resultado de la prueba: Aprobado |
Índices físicos y químicos del polvo granulado CX995
| Propiedades físicas | Unidad | Valor medido |
| Polvo granulado D50 | μm | 90 |
| Densidad a granel | g/cm³ | 1.15 |
| Pérdida por ignición | % | 3.5 |
| Contenido de humedad | % | 0.35 |
| Propiedades químicas | Unidad | Valor medido |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| Propiedades cerámicas | Unidad | Valor medido |
| Tamaño de los cristales primarios | μm | 0.85 |
| Tamaño medio de partícula D50 | μm | 1 |
| Densidad en estado verde (100 MPa) | g/cm³ | 2.3 |
| Densidad sinterizada (1650 ℃ / 2 h) | g/cm³ | 3.92 |
| Tasa de Encogimiento | % | 17 |
Para obtener datos detallados, póngase en contacto con nosotros para consultar.
Al seleccionar fabricantes de materias primas, el volumen de producción o índices temporalmente elevados no equivalen a un polvo de alta calidad; el rendimiento constante del material y la estabilidad de la calidad son los criterios fundamentales. Adquirir materiales únicamente en función de precios bajos provocará, sooner or later, pérdidas en la producción.
La selección de materias primas de alta calidad y estables aporta múltiples beneficios: no es necesario ajustar con frecuencia los parámetros del horno, el rendimiento de sinterización es estable y se reducen los productos defectuosos; no se requieren modificaciones repetidas de los moldes, lo que permite ahorrar electricidad, mano de obra, desgaste de equipos y costos de retrabajo. Un incremento tan solo del 1 % en el rendimiento de productos terminados se traduce directamente en un crecimiento tangible de los beneficios.
