Tozların ileri seramikler açısından önemi

Tozların gelişmiş seramikler için önemi, insanların gelişmiş seramik tanımına doğrudan yansır.

Gelişmiş seramiklerin genel tanımı şu şekildedir: Hammadde olarak yüksek saflıkta, ultra ince yapay olarak sentezlenmiş veya seçilmiş inorganik bileşiklerin kullanılması, hassas kimyasal bileşime, hassas üretim ve işleme teknolojisine ve yapısal tasarıma sahip ve mükemmel mekanik, akustik, optik ve termal özelliklere sahip olması. özellikler. Elektriksel, biyolojik ve diğer özelliklere sahip seramikler, metalik elementlerden (Al, Zr, Ca vb.) ve metalik olmayan elementlerden (O, C, Si, B vb.) oluşan oksitler veya oksit olmayanlardır. İyonik bağlardan ve kovalent bağlardan oluşurlar. Birleştirilmiş ortak bağlı seramik malzemeler.

Kimyasal bileşim açısından genellikle iki husus aranır: yüksek saflık ve kesin oran.

Yüksek saflık açısından. Yabancı maddelerin varlığı bazen ürünlerin performansını ciddi şekilde etkileyebilir. Örneğin, yüksek saflıktaki alüminada sıklıkla silikon, kalsiyum, demir, sodyum ve potasyum gibi yabancı maddeler bulunur. Demir yabancı maddelerinin varlığı, sinterlenmiş malzemeyi siyah ve koyu hale getirecektir; sodyum ve potasyum safsızlıkları malzemenin elektriksel özelliklerini etkileyerek elektriksel özelliklerinin bozulmasına neden olacaktır; ve geri kalan iki safsızlık, sinterleme işlemi sırasında malzemenin taneciklerinin anormal şekilde büyümesine neden olacaktır. Şeffaf seramikler açısından yabancı maddelerin etkisi daha da büyüktür. Seramik tozundaki yabancı maddelerin varlığı, şeffaf seramiklerin “körlüğünü” doğrudan ilan edecektir. Bunun nedeni, ikinci aşama olan yabancı maddelerin, seramik gövde malzemesinin optik özelliklerinden çok farklı olması ve sıklıkla Saçılma ve soğurma merkezlerinin seramiğin ışık geçirgenliğini büyük ölçüde azaltmasına neden olmasıdır. Silisyum nitrür ve alüminyum nitrür gibi nitrür seramiklerinde oksijen safsızlıklarının varlığı termal iletkenlikte bir azalmaya yol açabilir.

Oran açısından. Seramik üretim formüllerinde çoğu zaman son derece “yüksek saflıkta” tek bir bileşene ihtiyaç duyulmaz, ancak sinterleme yardımcıları gibi bazı yardımcı malzemeler sıklıkla eklenir. Bu durumda doğru oranlama en temel gerekliliktir çünkü farklı kimyasal bileşimler ve içerikler ürünün performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olacaktır.

Faz bileşimi

Genellikle tozun mümkün olduğunca seramik ürünle aynı fiziksel faza sahip olması istenmekte ve sinterleme işlemi sırasında faz değişiminin oluşması beklenmemektedir. Her ne kadar bazen faz değişimi seramiklerin yoğunlaşmasını gerçekten destekleyebilse de çoğu durumda faz değişiminin meydana gelmesi seramiklerin sinterlenmesine yardımcı olmaz.

Parçacık boyutu ve morfolojisi

Genel olarak konuşursak, parçacıklar ne kadar ince olursa o kadar iyidir. Çünkü mevcut sinterleme teorisine göre kütle yoğunluğunun hızı, tozun boyutuyla (veya boyutu belirli bir güçle) ters orantılıdır. Parçacıklar ne kadar küçük olursa sinterleme o kadar kolay olur. Örneğin, yüksek spesifik yüzey alanı nedeniyle ultra ince alüminyum nitrür tozu, sinterleme işlemi sırasında sinterleme itici kuvvetini artıracak ve sinterleme işlemini hızlandıracaktır.

Düzenli şekilli seramik tozunun daha iyi akışkanlığı, sonraki kalıplama ve sinterleme üzerinde olumlu bir etkiye sahip olacaktır. Granülasyon prosesi, bağlayıcının etkisi altında tozun küresel bir şekil oluşturmasına izin vermektir, bu da dolaylı olarak Küresel seramik tozunun kalıplama ve sinterleme işlemleri sırasında seramik yoğunluğunun arttırılmasında olumlu bir rol oynadığını gösterir.

Tekdüzelik

Tozun tekbiçimliliği kolayca gözden kaçabilir ama aslında önemi önceki yönlerden daha önemlidir. Başka bir deyişle, önceki yönlerin performansı, tekdüzeliğini görmek için çok önemlidir.

Aynı şey parçacık boyutu için de geçerlidir. İnce parçacık boyutu önemlidir, ancak ortalama parçacık boyutu yalnızca ince ise ve dağılım düzensiz veya çok genişse, bu durum seramiklerin sinterlenmesine son derece zararlı olacaktır. Farklı boyutlardaki parçacıklar farklı sinterleme hızlarına sahip olduğundan, iri parçacıkların bulunduğu alanların yoğun olması muhtemel değildir. Aynı zamanda kaba parçacıklar da anormal tane büyümesinin çekirdeği haline gelebilir. Son olarak, seramiğin yalnızca daha yüksek bir sıcaklıkta yoğunlaştırılması gerekmiyor, aynı zamanda düzensiz bir mikro yapıya sahip olması da performansını ciddi şekilde etkiliyor.