Pengaruh Serbuk pada Konduktivitas Termal Keramik Alumina

Dalam proses penyiapan bahan keramik, penyiapan serbuk merupakan mata rantai yang sangat penting, dan kinerja serbuk secara langsung menentukan kinerja produk keramik jadi. Kinerja bubuk terutama bergantung pada distribusi ukuran partikel dan morfologi mikroskopis bubuk.

Distribusi ukuran partikel bubuk terutama mempengaruhi ukuran butir dan kinerja sintering bahan keramik. Para peneliti mempelajari pengaruh distribusi ukuran partikel serbuk terhadap kerapatan bahan keramik alumina, dan hasilnya menunjukkan bahwa keramik alumina dengan kerapatan hampir 99% dapat dibuat terlepas dari penggunaan partikel lebar atau sempit. bubuk distribusi ukuran, dan ukuran butirannya dapat dipertahankan. Namun, pada sekitar 1 μm, distribusi ukuran partikel yang lebih luas dapat meningkatkan densitas benda hijau yang dipadatkan bubuk, memungkinkan material menjalani proses densifikasi dengan tingkat penyusutan yang lebih kecil. Alasan utamanya adalah partikel besar dalam bubuk dengan distribusi ukuran partikel yang lebar akan lebih banyak rongga yang terbentuk, yang diisi dengan partikel halus selama proses pencetakan.

Para peneliti melakukan penelitian lebih mendalam mengenai hal ini. Mereka membagi sintering menjadi tiga tahap: tahap awal, tengah, dan akhir. Serbuk dengan distribusi ukuran partikel yang lebih luas meningkatkan densitas green body dan mempercepat laju densifikasi keramik pada tahap awal sintering. Selain itu, pada tahap tengah sintering, bubuk dengan distribusi ukuran partikel yang lebar meningkatkan laju pertumbuhan butir, dan pori-pori isolasi tertutup pada material tertanam dalam matriks granular yang lebih besar, sehingga memiliki sinterabilitas yang lebih baik dan membantu mempertahankan a kecepatan sintering tinggi pada tahap akhir sintering. Namun, distribusi ukuran partikel yang lebih luas akan menyebabkan perbedaan densifikasi karena akumulasi partikel lokal material. Bahkan ketika distribusi ukuran partikel melebihi ukuran tertentu, ukuran butir dari benda yang disinter akan terlalu besar dan struktur pori akan menjadi lebih kasar. Untuk mendapatkan keramik alumina yang sangat padat, pemilihan metode pencetakan dan sintering memainkan peran kunci dalam pemilihan distribusi ukuran partikel bubuk. Oleh karena itu, distribusi ukuran partikel serbuk memiliki pengaruh yang besar terhadap kerapatan bahan keramik, yang pada gilirannya menentukan konduktivitas termal keramik.

Serbuk alumina dengan bentuk yang teratur akan memberikan dampak yang besar terhadap kinerja bahan keramik selama proses sintering. Para peneliti percaya bahwa bubuk dengan ukuran partikel dan gradasi partikel yang wajar dapat digranulasi dengan menambahkan bahan pengikat pada bubuk tersebut. Membuatnya lebih cair akan berdampak positif pada pencetakan dan sintering selanjutnya. Diantaranya, proses granulasi adalah membuat bubuk membentuk bentuk bulat di bawah aksi pengikat, yang juga secara tidak langsung menunjukkan bahwa alumina bulat memainkan peran positif dalam meningkatkan kerapatan keramik selama proses pencetakan dan sintering.

Oleh karena itu, dapat diketahui bahwa kinerja (morfologi dan ukuran partikel) serbuk mempengaruhi kinerja sintering keramik, yang juga berarti konduktivitas termal keramik tidak dapat dipisahkan darinya. Setelah dicetak dan disinter, bubuk serpihan memiliki kepadatan yang lebih rendah dan porositas yang lebih tinggi. , para peneliti awalnya berspekulasi bahwa konduktivitas termalnya tidak tinggi; dan bubuk alumina sferis dapat menghasilkan keramik transparan berkepadatan tinggi, sehingga dapat dinilai bahwa menggunakan bubuk sferis untuk menyiapkan keramik konduktif termal adalah pilihan yang sesuai.