Выбор сырья на основе оксида алюминия для высокотемпературных керамических деталей
В настоящее время новые материалы на основе оксида алюминия всё шире применяются в высокотехнологичной электронике, прецизионных конструкционных компонентах, новых источниках энергии, оптике, биомедицине и других областях. Некоторые ключевые компоненты широко используются благодаря их устойчивости к высоким температурам, электрической изоляции, коррозионной стойкости, высокой прочности и твёрдости. Пригодность к эксплуатации и долговечность этих инженерных керамических изделий, также называемых высокотемпературными конструкционными керамиками, на 80 % зависят от правильного выбора исходного сырья на основе оксида алюминия. Неправильный выбор сырья делает бесполезными все последующие процессы спекания, механической обработки и оптимизации характеристик.
Будучи предприятием с многолетним опытом глубокой специализации в области новых материалов на основе оксида алюминия, компания Shandong Greatsun Aopeng, производящая прокалённый α-оксид алюминия, накопила многолетний опыт анализа данных об использовании сырья её клиентами; ниже приводится краткое обсуждение, основанное на практическом опыте…

Три ключевых показателя для высокотемпературных керамических деталей
1. Чистота (самый важный показатель)
2. Кристаллическая форма / структура фаз
3. Размер частиц и грануляционное состояние (определяет эффективность формовки и спекания)
Чистота: напрямую определяет максимальную термостойкость
оксид алюминия с содержанием 92 % и 95 % содержит значительное количество стеклообразной фазы, легко размягчается и деформируется при высоких температурах, обладает ограниченной прочностью и подходит только для износостойких деталей, эксплуатируемых при низких температурах и в обычных условиях; не может применяться для высокотемпературных конструкционных деталей.
высокоочищенный оксид алюминия с содержанием 99 %, 99,5 % и 99,7 % содержит крайне незначительное количество стеклообразной фазы, характеризуется низкой ползучестью при высоких температурах и высокой огнеупорностью; это стандартное сырьё для изготовления керамических деталей, предназначенных для работы при высоких температурах.
Следовательно, для высокотемпературных деталей следует непосредственно выбирать высокоочищенный оксид алюминия с содержанием 99 % и выше.
Кристаллическая форма: α-Al₂O₃ — это термостабильная матрица при высоких температурах
γ-Al₂O₃: высокая активность, однако при высоких температурах происходит фазовое превращение, сопровождающееся значительной усадкой и деформацией
α-Al₂O₃: стабилен при высоких температурах, обладает плотной структурой, хорошей коррозионной и эрозионной стойкостью
Обязательный исходный материал для керамических деталей, работающих при высоких температурах: микропорошок / гранулированный порошок оксида алюминия α-фазы
Размер частиц и грануляция: определяют возможность получения плотных изделий, работающих при высоких температурах, методом спекания
Тонкий порошок: обеспечивает высокую плотность спечённого материала и хорошие эксплуатационные характеристики при высоких температурах, однако обладает низкой текучестью
Гранулированный порошок: обеспечивает хорошую формовочную способность и однородную плотность, подходит для прессования в сухом состоянии / изостатического прессования
Для высокотемпературных конструкционных деталей предпочтителен гранулированный порошок оксида алюминия с чистотой 99 % и выше.
Поэтому при выборе исходных сырьевых материалов требуется тщательный отбор. По-настоящему высококачественный порошок оксида алюминия для высокотемпературного применения обладает следующими характеристиками: хорошая сферичность, хорошая текучесть, стабильная усадка при спекании, высокая плотность после спекания и небольшое количество закрытых пор. Только порошок с такими свойствами позволяет изготавливать высокотемпературные керамические детали с повышенной прочностью при высоких температурах и устойчивостью к термическим ударам. Одно ключевое правило: высокочистый α-Al₂O₃ с содержанием не менее 99 %; чем ниже содержание примесей, тем стабильнее высокотемпературные характеристики.
Мы рекомендуем наш оксид-алюминиевый порошок AL-10B. В настоящее время данный продукт стабильно используется отечественными предприятиями, производящими керамические подложки, упаковочные пластины, керамические зажимные патроны, изоляционные кольца, керамические подшипники, бронеплиты, элементы бронезащиты и т. д. Наши гранулированные порошки CX99 и CX995 имеют насыпную плотность более 3,88 г/см³ ~ 3,9 г/см³ после обжига.
Таблица физико-химических показателей:
| Испытательный элемент | Единица | Испытательное оборудование | Показатель измерения | Основа испытаний и описание |
| Al₂O₃ | % | Рентгеновский флуоресцентный спектрометр | 99.783 | GB/T 15154-94 |
| Na₂O | % | Рентгеновский флуоресцентный спектрометр | 0.0333 | GB/T 15154-94 |
| SiO₂ | % | Рентгеновский флуоресцентный спектрометр | 0.0137 | GB/T 15154-94 |
| Fe₂O₃ | % | Рентгеновский флуоресцентный спектрометр | 0.0121 | GB/T 15154-94 |
| Испытание на определение размера первичных кристаллических частиц (OMEC POP-9) | ||||
| Д10 | мкм | / | 0.845 | GB/T 15154-94 |
| D50 | мкм | / | 1.498 | GB/T 15154-94 |
| D90 | мкм | / | 2.373 | GB/T 15154-94 |
Физико-химические показатели гранулированного порошка CX99:
| № | Испытательный элемент | Подпункт | Среднее значение |
| 1 | Химический состав (%) | Al₂O₃ % | >99 |
| SiO₂ % | 0.33 | ||
| Fe₂O₃, % | 0.015 | ||
| Na₂O, % | 0.05 | ||
| 2 | Объемная плотность | г/см³ | 1.04 |
| 3 | Содержание влаги | % | 0.6 |
| 4 | Плотность зеленого тела | г/см³ | 2.35 |
| 5 | Потеря на обжиге | % | ≤4.0 |
| 6 | Медианный размер частиц D50 | мкм | 0.76 |
| 7 | Температура спекания | ℃ | 1630 |
| 8 | Время удержания | h | 2.5 |
| 9 | Плотность обожженной керамики | г/см³ | 3.88 |
| 10 | Средний коэффициент усадки | – | 1.196 |
| 11 | Распределение размеров частиц | СЕТКА | 60–250 |
| 12 | Цвет керамики | – | Светло-желтый |
| Печать инспектора | — | 2 | Результат испытания: соответствует требованиям |
Физико-химические показатели гранулированного порошка CX995
| Физические свойства | Единица | Показатель измерения |
| Гранулированный порошок D50 | мкм | 90 |
| Объемная плотность | г/см³ | 1.15 |
| Потеря на обжиге | % | 3.5 |
| Содержание влаги | % | 0.35 |
| Химические свойства | Единица | Показатель измерения |
| Al₂O₃ | % | 99.5 |
| Na₂O | % | 0.05 |
| CaO | % | 0.03 |
| MgO | % | ≤0.1 |
| Fe₂O₃ | % | 0.03 |
| Керамические свойства | Единица | Показатель измерения |
| Размер первичных кристаллов | мкм | 0.85 |
| Медианный размер частиц D50 | мкм | 1 |
| Плотность зеленого тела (100 МПа) | г/см³ | 2.3 |
| Плотность спеченного образца (1650 °C / 2 ч) | г/см³ | 3.92 |
| Степень усадки | % | 17 |
Для получения подробных данных, пожалуйста, свяжитесь с нами для консультации.
При выборе производителей сырья объем производства или временно высокие показатели не являются признаком высококачественного порошка; основными критериями являются стабильные эксплуатационные характеристики материала и постоянство качества. Закупка материалов исключительно по низкой цене sooner or later приведет к производственным потерям.
Выбор высококачественного и стабильного сырья обеспечивает множество преимуществ: отсутствие необходимости в частой корректировке параметров обжиговой печи, стабильный выход спечённых изделий и меньшее количество бракованных изделий; отсутствие необходимости в повторной модификации форм, экономия электроэнергии, трудозатрат, износа оборудования и затрат на переделку. Увеличение выхода готовой продукции всего на 1 % напрямую приводит к росту прибыли.
Содержание
- Выбор сырья на основе оксида алюминия для высокотемпературных керамических деталей
- Три ключевых показателя для высокотемпературных керамических деталей
- Таблица физико-химических показателей:
- Физико-химические показатели гранулированного порошка CX99:
- Физико-химические показатели гранулированного порошка CX995