اثر پودر بر رسانایی حرارتی سرامیک آلومینا

در فرآیند تهیه مواد سرامیکی، تهیه پودر پیوند بسیار مهمی است و عملکرد پودر مستقیماً عملکرد محصول نهایی سرامیکی را تعیین می کند. عملکرد پودر عمدتاً به توزیع اندازه ذرات و مورفولوژی میکروسکوپی پودر بستگی دارد.

توزیع اندازه ذرات پودر عمدتاً بر اندازه دانه و عملکرد پخت مواد سرامیکی تأثیر می گذارد. محققان تأثیر توزیع اندازه ذرات پودر را بر چگالی مواد سرامیکی آلومینا مطالعه کردند و نتایج نشان داد که سرامیک آلومینا با چگالی نزدیک به 99 درصد بدون توجه به استفاده از یک ذره پهن یا باریک قابل تهیه است. پودر توزیع اندازه و اندازه دانه آن را می توان حفظ کرد. با این حال، در حدود 1 میکرومتر، توزیع اندازه ذرات گسترده‌تر می‌تواند چگالی بدنه سبز فشرده‌شده با پودر را افزایش دهد و مواد را قادر می‌سازد تا تحت یک فرآیند تراکم با نرخ انقباض کمتری قرار گیرند. دلیل اصلی این است که ذرات بزرگ در پودر با توزیع اندازه ذرات گسترده، حفره‌های بیشتری تشکیل می‌شوند که در طی فرآیند قالب‌گیری با ذرات ریز پر می‌شوند.

محققان در این مورد مطالعه عمیق تری انجام دادند. آنها پخت را به سه مرحله اولیه، میانی و اواخر تقسیم کردند. پودر با توزیع اندازه ذرات گسترده تر، چگالی بدنه سبز رنگ را افزایش می دهد و سرعت تراکم سرامیک را در مراحل اولیه تف جوشی سرعت می بخشد. علاوه بر این، در مرحله میانی پخت، پودر با توزیع اندازه ذرات گسترده، سرعت رشد دانه را افزایش می‌دهد و منافذ جداسازی بسته در ماده در ماتریس دانه‌ای بزرگ‌تر قرار می‌گیرد، بنابراین پخت‌پذیری بهتری دارد و به حفظ یک دانه کمک می‌کند. سرعت پخت بالا در مرحله بعدی پخت. با این حال، توزیع اندازه ذرات گسترده تر به دلیل تجمع ذرات محلی ماده منجر به تفاوت در تراکم می شود. حتی زمانی که توزیع اندازه ذرات از اندازه معینی تجاوز کند، اندازه دانه بدن متخلخل بسیار بزرگ خواهد بود و ساختار منافذ درشت‌تر می‌شود. به منظور به دست آوردن سرامیک آلومینا با چگالی بالا، انتخاب روش های قالب گیری و تف جوشی نقش کلیدی در انتخاب توزیع اندازه ذرات پودر دارد. بنابراین، توزیع اندازه ذرات پودر تأثیر زیادی بر چگالی مواد سرامیکی دارد که به نوبه خود هدایت حرارتی سرامیک را تعیین می کند.

پودر آلومینا با شکل منظم تاثیر زیادی بر عملکرد مواد سرامیکی در طی فرآیند پخت خواهد داشت. محققان بر این باورند که پودر با اندازه ذرات معقول و دانه بندی ذرات را می توان با افزودن یک چسب به پودر دانه بندی کرد. سیال تر کردن آن تأثیر مثبتی بر قالب گیری و تف جوشی بعدی خواهد داشت. در میان آنها، فرآیند دانه بندی به این صورت است که پودر تحت اثر چسباننده به شکل کروی در می آید، که به طور غیرمستقیم نشان می دهد که آلومینا کروی نقش مثبتی در بهبود چگالی سرامیک ها در طی فرآیند قالب گیری و تف جوشی دارد.

بنابراین، می توان دریافت که عملکرد (مورفولوژی و اندازه ذرات) پودر بر عملکرد تف جوشی سرامیکی تأثیر می گذارد، که همچنین به این معنی است که هدایت حرارتی سرامیک از آن جدا نیست. پس از قالب گیری و پخت، پودر پولکی دارای چگالی کمتر و تخلخل بیشتری است. محققان ابتدا حدس زدند که هدایت حرارتی آن زیاد نیست. و پودر آلومینا کروی می تواند سرامیک های شفاف با چگالی بالا تولید کند، بنابراین می توان قضاوت کرد که استفاده از پودر کروی برای تهیه سرامیک های رسانای حرارتی انتخاب مناسبی است.