ความสำคัญของผงต่อเซรามิกขั้นสูง

ความสำคัญของผงต่อเซรามิกขั้นสูงสะท้อนให้เห็นโดยตรงในคำจำกัดความของเซรามิกขั้นสูงของผู้คน

คำจำกัดความทั่วไปของเซรามิกขั้นสูงคือ: การใช้สารประกอบอนินทรีย์เทียมหรือคัดเลือกที่มีความบริสุทธิ์สูง มีความละเอียดเป็นพิเศษ มีองค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำ เทคโนโลยีการผลิตและการประมวลผลที่แม่นยำ และการออกแบบโครงสร้าง และมีกลไก อะคูสติก แสง และความร้อนที่ยอดเยี่ยม คุณสมบัติ. เซรามิกที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้า ชีวภาพ และอื่นๆ ได้แก่ออกไซด์หรือไม่ใช่ออกไซด์ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบที่เป็นโลหะ (Al, Zr, Ca ฯลฯ) และองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ (O, C, Si, B ฯลฯ) ประกอบด้วยพันธะไอออนิกและพันธะโควาเลนต์ วัสดุเซรามิกที่เชื่อมติดกัน

ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี โดยทั่วไปจะพิจารณาสองประเด็น: ความบริสุทธิ์สูงและอัตราส่วนที่แม่นยำ

ในเรื่องความบริสุทธิ์สูง บางครั้งการมีอยู่ของสิ่งเจือปนอาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ตัวอย่างเช่น สิ่งเจือปน เช่น ซิลิคอน แคลเซียม เหล็ก โซเดียม และโพแทสเซียม มักมีอยู่ในอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูง การปรากฏตัวของเหล็กเจือปนจะทำให้วัสดุเผาผนึกเป็นสีดำและสีเข้ม สิ่งเจือปนของโซเดียมและโพแทสเซียมจะส่งผลต่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุทำให้คุณสมบัติทางไฟฟ้าเสื่อมลง และสิ่งสกปรกอีกสองชนิดที่เหลือจะทำให้เมล็ดของวัสดุเติบโตอย่างผิดปกติในระหว่างกระบวนการเผาผนึก ในแง่ของเซรามิกโปร่งใส ผลกระทบของสิ่งสกปรกจะยิ่งเพิ่มมากขึ้น การมีสิ่งเจือปนในผงเซรามิกจะประกาศ “การตาบอด” ของเซรามิกโปร่งใสโดยตรง เนื่องจากสิ่งสกปรกในระยะที่สองมีความแตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติทางแสงของวัสดุตัวเซรามิก ซึ่งมักทำให้เกิดการกระเจิงและศูนย์การดูดกลืนแสงจะลดการส่องผ่านของแสงของเซรามิกลงอย่างมาก ในเซรามิกไนไตรด์ เช่น ซิลิคอนไนไตรด์และอะลูมิเนียมไนไตรด์ การมีอยู่ของออกซิเจนเจือปนอาจทำให้ค่าการนำความร้อนลดลง

ในแง่ของอัตราส่วน ในสูตรการผลิตเซรามิก โดยส่วนใหญ่แล้วไม่จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบเดี่ยวที่มี “ความบริสุทธิ์สูง” มากนัก แต่มักจะเติมวัสดุเสริมบางอย่าง เช่น สารช่วยในการเผาผนึก ในกรณีนี้ การกำหนดสัดส่วนที่ถูกต้องเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สุด เนื่องจากองค์ประกอบและปริมาณทางเคมีที่แตกต่างกันจะมีผลกระทบที่สำคัญต่อประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์

องค์ประกอบเฟส

โดยทั่วไป ผงจะต้องมีเฟสทางกายภาพเดียวกันกับผลิตภัณฑ์เซรามิกให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และไม่คาดว่าจะเกิดการเปลี่ยนเฟสในระหว่างกระบวนการเผาผนึก แม้ว่าบางครั้งการเปลี่ยนเฟสสามารถส่งเสริมให้มีความหนาแน่นของเซรามิกได้ แต่ในกรณีส่วนใหญ่ การเปลี่ยนแปลงเฟสนั้นไม่เอื้อต่อการเผาเซรามิก

ขนาดอนุภาคและสัณฐานวิทยา

โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งอนุภาคละเอียดมากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น เนื่องจากตามทฤษฎีการเผาผนึกที่มีอยู่ ความเร็วของความหนาแน่นของร่างกายจะแปรผกผันกับขนาดของผง (หรือขนาดของมันต่อกำลังที่แน่นอน) ยิ่งอนุภาคเล็กลงก็ยิ่งเอื้อต่อการเผาผนึกมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เนื่องจากพื้นที่ผิวจำเพาะสูง ผงอะลูมิเนียมไนไตรด์ที่มีขนาดเล็กพิเศษจะเพิ่มแรงผลักดันในการเผาผนึกในระหว่างกระบวนการเผาผนึกและเร่งกระบวนการเผาผนึก

ความลื่นไหลที่ดีขึ้นของผงเซรามิกที่มีรูปร่างสม่ำเสมอจะส่งผลดีต่อการขึ้นรูปและการเผาผนึกในภายหลัง กระบวนการทำเป็นเม็ดคือการปล่อยให้ผงก่อตัวเป็นรูปร่างทรงกลมภายใต้การกระทำของสารยึดเกาะ ซึ่งยังแสดงให้เห็นทางอ้อมด้วยว่าผงเซรามิกทรงกลมมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความหนาแน่นของเซรามิกในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปและการเผาผนึก

ความสม่ำเสมอ

ความสม่ำเสมอของผงถูกมองข้ามได้ง่าย แต่ในความเป็นจริงแล้ว ความสำคัญของมันมีความสำคัญมากกว่าแง่มุมก่อนหน้านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ประสิทธิภาพของด้านก่อนหน้านี้มีความสำคัญมากในการดูความสม่ำเสมอ

เช่นเดียวกับขนาดอนุภาค ขนาดอนุภาคละเอียดเป็นสิ่งสำคัญ แต่หากขนาดอนุภาคโดยเฉลี่ยนั้นละเอียดเท่านั้น และการกระจายตัวไม่สม่ำเสมอหรือกว้างมาก จะส่งผลเสียอย่างยิ่งต่อการเผาเซรามิก เนื่องจากอนุภาคที่มีขนาดต่างกันมีความเร็วการเผาผนึกต่างกัน พื้นที่ที่มีอนุภาคหยาบกว่าจึงไม่น่าจะมีความหนาแน่น ในเวลาเดียวกัน อนุภาคหยาบอาจกลายเป็นนิวเคลียสสำหรับการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชที่ผิดปกติ สุดท้ายนี้ เซรามิกไม่เพียงแต่ต้องมีความหนาแน่นที่อุณหภูมิสูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังมีโครงสร้างจุลภาคที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพการทำงาน