اهمیت پودرها در سرامیک های پیشرفته

اهمیت پودرها برای سرامیک های پیشرفته به طور مستقیم در تعریف مردم از سرامیک های پیشرفته منعکس شده است.

تعریف کلی سرامیک های پیشرفته عبارت است از: استفاده از ترکیبات معدنی با خلوص بالا، فوق ریز مصنوعی سنتز شده یا انتخاب شده به عنوان مواد خام، دارای ترکیب شیمیایی دقیق، تکنولوژی ساخت و فرآوری دقیق و طراحی ساختاری و دارای مکانیکی، صوتی، نوری و حرارتی عالی. خواص سرامیک های دارای خواص الکتریکی، بیولوژیکی و غیره اکسیدها یا غیر اکسیدهایی هستند که از عناصر فلزی (Al، Zr، Ca و غیره) و عناصر غیرفلزی (O، C، Si، B و غیره) تشکیل شده اند. آنها از پیوندهای یونی و پیوندهای کووالانسی تشکیل شده اند. مواد سرامیکی با پیوند مشترک.

از نظر ترکیب شیمیایی، به طور کلی دو جنبه دنبال می شود: خلوص بالا و نسبت دقیق.

از نظر خلوص بالا. وجود ناخالصی ها گاهی اوقات می تواند عملکرد محصولات را به طور جدی تحت تأثیر قرار دهد. به عنوان مثال، ناخالصی هایی مانند سیلیکون، کلسیم، آهن، سدیم و پتاسیم اغلب در آلومینا با خلوص بالا وجود دارد. وجود ناخالصی های آهن باعث سیاه شدن و تیره شدن مواد متخلخل می شود. ناخالصی‌های سدیم و پتاسیم بر خواص الکتریکی مواد تأثیر می‌گذارند و باعث از بین رفتن خواص الکتریکی آن می‌شوند. و دو ناخالصی باقیمانده باعث رشد غیرعادی دانه های ماده در طی فرآیند تف جوشی می شود. از نظر سرامیک های شفاف، تاثیر ناخالصی ها بیشتر است. وجود ناخالصی در پودر سرامیک به طور مستقیم “کور” سرامیک های شفاف را اعلام می کند. زیرا ناخالصی ها به عنوان فاز دوم بسیار متفاوت از خواص نوری مواد بدنه سرامیکی هستند و اغلب باعث ایجاد مراکز پراکندگی و جذب می شوند تا میزان عبور نور سرامیک ها را کاهش دهند. در سرامیک های نیترید مانند نیترید سیلیکون و نیترید آلومینیوم، وجود ناخالصی های اکسیژن می تواند منجر به کاهش هدایت حرارتی شود.

از نظر نسبت. در فرمول های تولید سرامیک، بیشتر اوقات نیازی به یک جزء منفرد فوق العاده “با خلوص بالا” نیست، اما برخی از مواد کمکی مانند مواد کمکی تف جوشی، اغلب اضافه می شوند. در این مورد، تناسب دقیق اساسی ترین نیاز است، زیرا ترکیبات و محتویات شیمیایی مختلف تأثیر تعیین کننده ای بر عملکرد محصول خواهد داشت.

ترکیب فاز

به طور کلی، پودر باید تا حد امکان دارای فاز فیزیکی مشابه با محصول سرامیکی باشد و انتظار نمی رود که تغییر فاز در طول فرآیند پخت رخ دهد. اگرچه گاهی اوقات تغییر فاز واقعاً می‌تواند تراکم سرامیک‌ها را افزایش دهد، در بیشتر موارد، وقوع تغییر فاز منجر به تف جوشی سرامیک‌ها نمی‌شود.

اندازه ذرات و مورفولوژی

به طور کلی، ذرات ریزتر، بهتر است. زیرا بر اساس تئوری تف جوشی موجود، سرعت چگالی بدنه با اندازه پودر (یا اندازه آن به توان معینی) نسبت عکس دارد. هرچه ذرات کوچکتر باشند، منجر به پخت بیشتر می شود. به عنوان مثال، پودر نیترید آلومینیوم فوق ریز به دلیل سطح ویژه بالا، نیروی محرکه تف جوشی را در طی فرآیند پخت افزایش می دهد و فرآیند پخت را تسریع می کند.

سیالیت بهتر پودر سرامیک با شکل منظم تأثیر مثبتی در قالب گیری و پخت بعدی خواهد داشت. فرآیند دانه‌بندی به این صورت است که به پودر اجازه می‌دهد تحت عمل چسباننده به شکل کروی شکل بگیرد، که به طور غیرمستقیم نشان می‌دهد که پودر سرامیکی کروی نقش مثبتی در بهبود چگالی سرامیک در طی فرآیندهای قالب‌گیری و تف جوشی دارد.

یکنواختی

یکنواختی پودر به راحتی نادیده گرفته می شود، اما در واقع اهمیت آن بیش از جنبه های قبلی است. به عبارت دیگر، عملکرد جنبه های قبلی برای مشاهده یکنواختی آن بسیار مهم است.

در مورد اندازه ذرات هم همینطور. اندازه ذرات ریز مهم است، اما اگر اندازه متوسط ذرات فقط خوب باشد و توزیع ناهموار یا بسیار گسترده باشد، برای پخت سرامیک ها بسیار مضر خواهد بود. از آنجایی که ذرات با اندازه های مختلف دارای سرعت تف جوشی متفاوتی هستند، مناطقی با ذرات درشت تر احتمالاً متراکم نیستند. در عین حال، ذرات درشت نیز ممکن است به هسته رشد غیر طبیعی دانه تبدیل شوند. در نهایت، سرامیک نه تنها نیاز به متراکم شدن در دمای بالاتر دارد، بلکه دارای ساختار ناهمواری است که عملکرد آن را به طور جدی تحت تاثیر قرار می دهد.