تأثير المسحوق على التوصيل الحراري لسيراميك الألومينا

في عملية تحضير مواد السيراميك ، يعد تحضير المسحوق رابطًا مهمًا للغاية ، ويحدد أداء المسحوق بشكل مباشر أداء منتج السيراميك النهائي. يعتمد أداء المسحوق بشكل أساسي على توزيع حجم الجسيمات والتشكل المجهري للمسحوق.

يؤثر توزيع حجم حبيبات المسحوق بشكل أساسي على حجم الحبيبات وأداء التلبيد لمواد السيراميك. درس الباحثون تأثير توزيع حجم حبيبات المسحوق على كثافة مادة سيراميك الألومينا ، وأظهرت النتائج أنه يمكن تحضير سيراميك الألومينا بكثافة تقارب 99٪ بغض النظر عن استخدام جسيم عريض أو ضيق. يمكن الحفاظ على حجم مسحوق التوزيع ، وحجم حبيباته. ومع ذلك ، عند حوالي 1 ميكرومتر ، يمكن أن يؤدي توزيع حجم الجسيمات الأوسع إلى زيادة كثافة الجسم الأخضر المضغوط بالمسحوق ، مما يتيح للمادة الخضوع لعملية تكثيف بمعدل انكماش أصغر. السبب الرئيسي هو أن الجزيئات الكبيرة في المسحوق مع توزيع حجم الجسيمات على نطاق واسع سوف تتشكل المزيد من الفراغات ، والتي تمتلئ بالجزيئات الدقيقة أثناء عملية التشكيل.

أجرى الباحثون دراسة أكثر تعمقًا حول هذا الموضوع. قاموا بتقسيم التلبيد إلى ثلاث مراحل: المراحل الأولية والمتوسطة والمتأخرة. يزيد المسحوق ذو التوزيع الأوسع لأحجام الجسيمات من كثافة الجسم الأخضر ويسرع معدل تكثيف السيراميك في المرحلة المبكرة من التلبيد. بالإضافة إلى ذلك ، في المرحلة المتوسطة من التلبيد ، يزيد المسحوق ذو التوزيع العريض لحجم الجسيمات من معدل نمو الحبوب ، وتكون مسام العزل المغلقة في المادة مدمجة في المصفوفة الحبيبية الأكبر ، لذا فهي تتمتع بقدرة تلبيد أفضل وتساعد في الحفاظ على سرعة تلبيد عالية في المرحلة اللاحقة من التلبيد. ومع ذلك ، فإن توزيع حجم الجسيمات على نطاق أوسع سيؤدي إلى اختلاف في التكثيف بسبب تراكم الجسيمات المحلية للمادة. حتى عندما يتجاوز توزيع حجم الجسيمات حجمًا معينًا ، فإن حجم حبيبات الجسم المتكلس سيكون كبيرًا جدًا وستصبح بنية المسام أكثر خشونة. من أجل الحصول على سيراميك الألومينا عالي الكثافة ، يلعب اختيار طرق التشكيل والتلبيد دورًا رئيسيًا في اختيار توزيع حجم جزيئات المسحوق. لذلك ، فإن توزيع حجم حبيبات المسحوق له تأثير كبير على كثافة مادة السيراميك ، والتي بدورها تحدد التوصيل الحراري للسيراميك.

مسحوق الألومينا ذو الشكل العادي سيكون له تأثير كبير على أداء مواد السيراميك أثناء عملية التلبيد. يعتقد الباحثون أن المسحوق ذي الحجم المعقول للجسيمات وتدرج الجسيمات يمكن تحبيبه بإضافة مادة رابطة إلى المسحوق. إن جعله أكثر سلاسة سيكون له تأثير إيجابي على القولبة والتلبيد اللاحقين. من بينها ، تتمثل عملية التحبيب في جعل المسحوق شكلًا كرويًا تحت تأثير المادة الرابطة ، مما يُظهر أيضًا بشكل غير مباشر أن الألومينا الكروية تلعب دورًا إيجابيًا في تحسين كثافة السيراميك أثناء عملية التشكيل والتلبيد.

لذلك ، يمكن العثور على أن أداء المسحوق (الشكل وحجم الجسيمات) يؤثر على أداء تلبيد السيراميك ، مما يعني أيضًا أن التوصيل الحراري للسيراميك لا ينفصل عنه. بعد التشكيل والتلبيد ، يكون لمسحوق القشرة كثافة أقل ومسامية أعلى. ، تكهن الباحثون مبدئيًا بأن الموصلية الحرارية لها ليست عالية ؛ يمكن أن ينتج مسحوق الألومينا الكروي سيراميكًا شفافًا عالي الكثافة ، لذلك يمكن الحكم على استخدام مسحوق كروي لتحضير السيراميك الموصّل حراريًا هو خيار مناسب.