Wybór surowców glinianowych do produkcji elementów ceramicznych przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach
Obecnie nowe materiały glinowe znajdują coraz szersze zastosowanie w wysokogatunkowej elektronice, precyzyjnych elementach konstrukcyjnych, nowej energii, optyce oraz biomedycynie. Niektóre kluczowe komponenty są powszechnie stosowane ze względu na odporność na wysokie temperatury, izolację elektryczną, odporność na korozję, dużą wytrzymałość i twardość. Przydatność i trwałość tych ceramik inżynieryjnych, zwanych również ceramikami konstrukcyjnymi do pracy w wysokich temperaturach, w 80% zależy od prawidłowego doboru surowców glinowych. Nieodpowiedni dobór surowców sprawia, że cała kolejna obróbka (spiekanie, frezowanie) oraz prace związane z osiąganiem wymaganych właściwości stają się bezcelowe.
Jako przedsiębiorstwo z wieloletnim doświadczeniem w dziedzinie nowych materiałów glinowych Shandong Greatsun Aopeng, produkujące wyprażoną glinę alfa (α-aluminę), gromadziło przez lata dane dotyczące użytkowania surowców przez klientów oraz analizowało je – poniżej przedstawiamy krótką dyskusję opartą na praktycznym doświadczeniu…

Trzy kluczowe wskaźniki dla części ceramicznych przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach
1. Czystość (najważniejszy parametr)
2. Postać kryształowa / struktura fazowa
3. Wielkość cząstek i stan granulacji (określa skuteczność formowania i spiekania)
Czystość: Bezpośrednio określa maksymalną odporność na temperaturę
glinokszyn o zawartości 92% i 95% zawiera dużą ilość fazy szklanej, łatwo mięknie i ulega odkształceniom w wysokiej temperaturze, charakteryzuje się ograniczoną wytrzymałością; nadaje się wyłącznie do elementów odpornych na zużycie przeznaczonych do pracy w niskich temperaturach i przy normalnych warunkach eksploatacyjnych, nie może być stosowany w elementach konstrukcyjnych przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze.
wysokoczysty glinokszyn o zawartości 99%, 99,5% i 99,7% zawiera bardzo mało fazy szklanej, cechuje się niską pełzaniem w wysokiej temperaturze oraz wysoką odpornością na temperaturę – jest to standardowy surowiec do produkcji ceramicznych elementów przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze.
Dlatego do elementów przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze należy bezpośrednio dobierać wysokoczysty glinokszyn o zawartości 99% i wyższej.
Postać kryształowa: α-Al₂O₃ to macierz stabilna w wysokiej temperaturze
γ-Al₂O₃: Wysoka aktywność chemiczna, ale przy nagrzewaniu do wysokiej temperatury zachodzi przemiana fazowa, powodująca znaczne skurcze i odkształcenia
α-Al₂O₃: Stabilny w wysokiej temperaturze, gęsta struktura, dobra odporność na korozję i erozję
Materiał surowy obowiązkowy do produkcji ceramicznych elementów przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze: mikroproszek / proszek granulowany w fazie α tlenku glinu
Wielkość cząstek i granulacja: decydują o możliwości spiekania gęstych elementów przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze
Proszek drobnoziarnisty: zapewnia wysoką gęstość po spiekaniu oraz dobrą wydajność w wysokiej temperaturze, ale ma słabą przepływność
Proszek granulowany: zapewnia dobre właściwości formowania i jednorodną gęstość, nadaje się do prasowania suchego / izostatycznego
Do elementów konstrukcyjnych przeznaczonych do pracy w wysokiej temperaturze preferuje się granulowany proszek tlenku glinu o czystości 99% i wyższej.
Dlatego przy wyborze surowców źródłowych wymagana jest staranna selekcja. Prawdziwie wysokiej jakości proszek glinu o wysokiej temperaturze topnienia charakteryzuje się następującymi cechami: dobra kulistość, dobra przepływność, stabilna kurczliwość w trakcie spiekania, wysoka gęstość po spiekaniu oraz niewielka liczba zamkniętych porów. Tylko proszek o takich właściwościach pozwala na produkcję ceramicznych elementów przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach, które cechują się poprawioną wytrzymałością w wysokich temperaturach oraz odpornością na szok termiczny. Jedna podstawowa zasada: wysokoczysty α-Al₂O₃ o zawartości od 99%, im mniejsza zawartość zanieczyszczeń, tym bardziej stabilna jest wydajność w wysokich temperaturach.
Zalecamy nasz proszek glinowy AL-10B. Obecnie produkt ten jest stabilnie stosowany przez krajowe przedsiębiorstwa produkujące podłoża ceramiczne, płytki pakujące, uchwyty ceramiczne, pierścienie izolacyjne, łożyska ceramiczne, płyty przeciwodłamkowe, elementy ochrony pancernej itp. Nasze granulowane proszki CX99 i CX995 osiągają gęstość objętościową powyżej 3,88 g/cm³ do 3,9 g/cm³ po wypaleniu.
Tabela wskaźników fizycznych i chemicznych:
| Przedmiot testowy | Jednostka | Urządzenia do badań | Pomiarowa wartość | Podstawa badań i opis |
| Al₂O₃ | % | Spektrometr fluorescencji promieniowania rentgenowskiego | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | Spektrometr fluorescencji promieniowania rentgenowskiego | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | Spektrometr fluorescencji promieniowania rentgenowskiego | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | Spektrometr fluorescencji promieniowania rentgenowskiego | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| Test podstawowego rozmiaru cząstek kryształów (OMEC POP-9) | ||||
| K10 | μm | / | 0.845 | GB/T 15154-94 |
| D50 | μm | / | 1.498 | GB/T 15154-94 |
| D90 | μm | / | 2.373 | GB/T 15154-94 |
Wskaźniki fizyczne i chemiczne granulowanego proszku CX99:
| - Nie, nie. | Przedmiot testowy | Pozycja podrzędna | Wartość średnia |
| 1 | Skład chemiczny (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃ % | 0.015 | ||
| Na₂O % | 0.05 | ||
| 2 | Gęstość objętościowa | g/cm3 | 1.04 |
| 3 | Zawartość wilgoci | % | 0.6 |
| 4 | Gęstość ciała zielonego | g/cm3 | 2.35 |
| 5 | Strata przy spalaniu | % | ≤4.0 |
| 6 | Rozmiar cząstek D50 | μm | 0.76 |
| 7 | Temperatura spiekania | ℃ | 1630 |
| 8 | Czas utrzymywania | h | 2.5 |
| 9 | Gęstość spiekanej ceramiki | g/cm3 | 3.88 |
| 10 | Średnia wartość współczynnika kurczenia się | – | 1.196 |
| 11 | Rozkład wielkości cząstek | SIATKA | 60–250 |
| 12 | Kolor ceramiki | – | Bladożółty |
| Pieczątka inspektora | — | 2 | Wynik testu: zgodny |
Wskaźniki fizyczne i chemiczne granulowanego proszku CX995
| Właściwości fizyczne | Jednostka | Pomiarowa wartość |
| Granulowany proszek D50 | μm | 90 |
| Gęstość objętościowa | g/cm3 | 1.15 |
| Strata przy spalaniu | % | 3.5 |
| Zawartość wilgoci | % | 0.35 |
| Własności chemiczne | Jednostka | Pomiarowa wartość |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| Cau | % | 0.03 |
| Mgo | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| Właściwości ceramiczne | Jednostka | Pomiarowa wartość |
| Rozmiar głównych kryształów | μm | 0.85 |
| Mediana wielkości cząstek D50 | μm | 1 |
| Gęstość surowa (100 MPa) | g/cm3 | 2.3 |
| Gęstość spiekana (1650 °C / 2 h) | g/cm3 | 3.92 |
| Wskaźnik kurczenia | % | 17 |
Aby uzyskać szczegółowe dane, skontaktuj się z nami w celu konsultacji.
Przy wyborze producentów surowców nie należy kierować się wyłącznie dużą objętością produkcji ani tymczasowo wysokimi wartościami wskaźników – stała jakość materiału i spójność jego właściwości są kluczowymi kryteriami. Zakup materiałów wyłącznie ze względu na niską cenę prowadzi sooner or later do strat produkcyjnych.
Wybór wysokiej jakości, stabilnych surowców przynosi wiele korzyści: brak konieczności częstej korekty parametrów pieca, stabilna wydajność spiekania przy mniejszej liczbie wadliwych wyrobów; brak konieczności wielokrotnego modyfikowania form, co pozwala zaoszczędzić energię elektryczną, koszty pracy, zużycie sprzętu oraz koszty przeróbki. Zaledwie 1-procentowy wzrost wydajności gotowych wyrobów przekłada się bezpośrednio na rzeczywisty wzrost zysku.
Spis treści
- Wybór surowców glinianowych do produkcji elementów ceramicznych przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach
- Trzy kluczowe wskaźniki dla części ceramicznych przeznaczonych do pracy w wysokich temperaturach
- Tabela wskaźników fizycznych i chemicznych:
- Wskaźniki fizyczne i chemiczne granulowanego proszku CX99:
- Wskaźniki fizyczne i chemiczne granulowanego proszku CX995