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Seleção de Matérias-Primas de Alumina para Peças Cerâmicas de Alta Temperatura
Atualmente, novos materiais à base de alumina são cada vez mais amplamente aplicados em eletrônicos de ponta, componentes estruturais de precisão, nova energia, óptica, biomedicina e outros campos. Alguns componentes essenciais são amplamente adotados devido à sua resistência a altas temperaturas, isolamento elétrico, resistência à corrosão, alta resistência mecânica e elevada dureza. A utilidade e durabilidade dessas cerâmicas de engenharia, também chamadas de cerâmicas estruturais de alta temperatura, dependem em 80% da correta seleção das matérias-primas de alumina. Se as matérias-primas forem escolhidas inadequadamente, todo o trabalho subsequente de sinterização, usinagem e desempenho será desperdiçado.
Como empresa com anos de experiência consolidada no setor de novos materiais à base de alumina, a Shandong Greatsun Aopeng, produtora de alumina α calcinada, acumulou anos de experiência na análise de dados sobre o uso de matérias-primas pelos clientes; a seguir, apresentamos uma breve discussão com base nessa experiência prática…
Três indicadores essenciais para peças cerâmicas de alta temperatura
1. Pureza (o mais crítico)
2. Forma cristalina / estrutura de fase
3. Tamanho das partículas e estado de granulação (determina o efeito de conformação e sinterização)
Pureza: determina diretamente a temperatura máxima de resistência
a alumina a 92% e 95% contém uma grande quantidade de fase vítrea, tornando-se facilmente maleável e deformável em altas temperaturas, com resistência limitada; é adequada apenas para peças resistentes ao desgaste em condições de trabalho comuns e de baixa temperatura, não podendo ser utilizada em peças estruturais de alta temperatura.
a alumina de alta pureza a 99%, 99,5% e 99,7% possui quantidades extremamente reduzidas de fase vítrea, baixa fluência em altas temperaturas e alta refratariedade, sendo matéria-prima padrão para peças cerâmicas de alta temperatura.
Portanto, deve-se selecionar diretamente alumina de alta pureza com teor igual ou superior a 99% para peças de alta temperatura.
Forma cristalina: α-Al₂O₃ é a matriz estável em altas temperaturas
γ-Al₂O₃: alta atividade, mas sofre transformação de fase, apresentando grande contração e deformação em altas temperaturas
α-Al₂O₃: Estável em altas temperaturas, estrutura densa, boa resistência à corrosão e à erosão
Matéria-prima obrigatória para peças cerâmicas de alta temperatura: micropó de alumina na fase α / pó granulado
Tamanho das partículas e granulação: Determinam se é possível sinterizar peças densas de alta temperatura
Pó fino: Alta densidade sinterizada e bom desempenho em altas temperaturas, mas má fluidez
Pó granulado: Bom desempenho na conformação e densidade uniforme, adequado para prensagem a seco / prensagem isostática
Peças estruturais de alta temperatura preferem pó de alumina granulado com pureza igual ou superior a 99%.
Portanto, é necessário realizar uma seleção cuidadosa das matérias-primas na fonte. O verdadeiro pó de alumina de alta temperatura de alta qualidade apresenta as seguintes características: boa esfericidade, boa fluidez, contração estável durante a sinterização, alta densidade pós-sinterização e poucos poros fechados. Apenas pós com essas características podem produzir peças cerâmicas para altas temperaturas com resistência mecânica a altas temperaturas e resistência ao choque térmico aprimoradas. Uma regra fundamental: Al₂O₃ α de alta pureza, a partir de 99 %; quanto menores as impurezas, mais estável será o desempenho em altas temperaturas.
Recomendamos nosso pó de alumina AL-10B. Atualmente, este produto é utilizado de forma estável por empresas nacionais que fabricam substratos cerâmicos, wafers de embalagem, pinças cerâmicas, anéis isolantes, rolamentos cerâmicos, placas à prova de balas, peças de proteção blindada, entre outros. Nossos pós granulados CX99 e CX995 apresentam uma densidade aparente superior a 3,88 g/cm³ ~ 3,9 g/cm³ após a queima.
Tabela de indicadores físicos e químicos:
| Item de ensaio | Unidade | Equipamento de ensaio | Valor medido | Base e descrição dos ensaios |
| Al₂O₃ | % | Espectrômetro de fluorescência de raios X | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | Espectrômetro de fluorescência de raios X | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | Espectrômetro de fluorescência de raios X | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | Espectrômetro de fluorescência de raios X | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| Ensaio de Tamanho Primário de Partículas Cristalinas (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 e Químicos do Pó Granulado CX99:
| N.º | Item de ensaio | Subitem | Valor médio |
| 1 | Composição química (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃ % | 0.015 | ||
| Na₂O % | 0.05 | ||
| 2 | Densidade de massa | g/cm³ | 1.04 |
| 3 | Teor de umidade | % | 0.6 |
| 4 | Densidade do Corpo Verde | g/cm³ | 2.35 |
| 5 | Perda na ignição | % | ≤4.0 |
| 6 | Tamanho de Partícula D50 | μm | 0.76 |
| 7 | Temperatura de sinterização | ℃ | 1630 |
| 8 | Tempo de retenção | h | 2.5 |
| 9 | Densidade da Cerâmica Sinterizada | g/cm³ | 3.88 |
| 10 | Razão Média de Contração | – | 1.196 |
| 11 | Distribuição de tamanho de partícula | MESH | 60–250 |
| 12 | Cor da Cerâmica | – | Amarelo Claro |
| Selo do Inspetor | — | 2 | Resultado do Teste: Aprovado |
Índices Físicos e Químicos do Pó Granulado CX995
| Propriedades físicas | Unidade | Valor medido |
| Pó Granulado D50 | μm | 90 |
| Densidade de massa | g/cm³ | 1.15 |
| Perda na ignição | % | 3.5 |
| Teor de umidade | % | 0.35 |
| Propriedades químicas | Unidade | Valor medido |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| Propriedades Cerâmicas | Unidade | Valor medido |
| Tamanho dos Cristais Primários | μm | 0.85 |
| Tamanho Mediano das Partículas D50 | μm | 1 |
| Densidade Verde (100 MPa) | g/cm³ | 2.3 |
| Densidade Sinterizada (1650 ℃ / 2 h) | g/cm³ | 3.92 |
| Taxa de Encolhimento | % | 17 |
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Ao selecionar fabricantes de matérias-primas, o volume de produção ou índices temporariamente elevados não representam um pó de alta qualidade; o desempenho consistente do material e a qualidade estável são os critérios essenciais. Adquirir materiais apenas com base em preços baixos levará, mais cedo ou mais tarde, a perdas na produção.
A seleção de matérias-primas de alta qualidade e estáveis traz múltiplos benefícios: nenhuma necessidade frequente de ajuste dos parâmetros do forno, rendimento de sinterização estável com menos produtos defeituosos; nenhuma modificação repetida dos moldes, economia de energia elétrica, mão de obra, desgaste de equipamentos e custos de retrabalho. Um aumento de meros 1% no rendimento do produto acabado traduz-se diretamente em crescimento tangível do lucro.
