Efeito do pó na condutividade térmica da cerâmica de alumina

No processo de preparação de materiais cerâmicos, a preparação do pó é um elo muito importante, e o desempenho do pó determina diretamente o desempenho do produto cerâmico acabado. O desempenho do pó depende principalmente da distribuição do tamanho das partículas e da morfologia microscópica do pó.

A distribuição do tamanho de partícula do pó afeta principalmente o tamanho do grão e o desempenho de sinterização dos materiais cerâmicos. Os pesquisadores estudaram o efeito da distribuição do tamanho de partícula do pó na densidade do material cerâmico de alumina, e os resultados mostraram que a cerâmica de alumina com uma densidade de quase 99% pode ser preparada independentemente do uso de partículas largas ou estreitas pó de distribuição de tamanho e seu tamanho de grão pode ser mantido. Em cerca de 1 μm, no entanto, uma distribuição de tamanho de partícula mais ampla pode aumentar a densidade do corpo verde compactado em pó, permitindo que o material sofra um processo de densificação com uma taxa de encolhimento menor. A principal razão é que as partículas grandes no pó com uma ampla distribuição de tamanho de partícula irão formar mais vazios, que são preenchidos com partículas finas durante o processo de moldagem.

Os pesquisadores conduziram um estudo mais aprofundado sobre isso. Eles dividiram a sinterização em três estágios: inicial, intermediário e final. O pó com uma distribuição de tamanho de partícula mais ampla aumenta a densidade do corpo verde e acelera a taxa de densificação da cerâmica no estágio inicial de sinterização. Além disso, no estágio intermediário da sinterização, o pó com ampla distribuição de tamanho de partícula aumenta a taxa de crescimento do grão, e os poros de isolamento fechados no material são incorporados na matriz granular maior, por isso tem melhor sinterabilidade e ajuda a manter um alta velocidade de sinterização no estágio posterior da sinterização. No entanto, uma distribuição de tamanho de partícula mais ampla levará a uma diferença na densificação devido ao acúmulo de partículas locais do material. Mesmo quando a distribuição de tamanho de partícula excede um certo tamanho, o tamanho de grão do corpo sinterizado será muito grande e a estrutura de poros ficará mais grosseira. A fim de obter cerâmicas de alumina altamente densificadas, a seleção dos métodos de moldagem e sinterização desempenha um papel fundamental na seleção da distribuição do tamanho das partículas do pó. Portanto, a distribuição granulométrica do pó tem grande influência na densidade do material cerâmico, que por sua vez determina a condutividade térmica da cerâmica.

O pó de alumina com forma regular terá um grande impacto no desempenho dos materiais cerâmicos durante o processo de sinterização. Os pesquisadores acreditam que o pó com tamanho de partícula razoável e gradação de partícula pode ser granulado adicionando um aglutinante ao pó. Torná-lo mais fluido terá um impacto positivo na moldagem e sinterização subsequentes. Entre eles, o processo de granulação é fazer com que o pó adquira uma forma esférica sob a ação do aglutinante, o que também mostra indiretamente que a alumina esférica desempenha um papel positivo na melhoria da densidade da cerâmica durante o processo de moldagem e sinterização.

Portanto, pode-se constatar que o desempenho (morfologia e tamanho de partícula) do pó afeta o desempenho da sinterização da cerâmica, o que também significa que a condutividade térmica da cerâmica é inseparável dela. Após a moldagem e sinterização, o pó em flocos apresenta menor densidade e maior porosidade. , os pesquisadores especularam preliminarmente que sua condutividade térmica não é alta; e o pó esférico de alumina pode produzir cerâmica transparente de alta densidade, portanto, pode-se julgar que o uso de pó esférico para preparar cerâmica termicamente condutora é uma escolha adequada.