ผลของผงต่อการนำความร้อนของอลูมินาเซรามิกส์

ในกระบวนการเตรียมวัสดุเซรามิก การเตรียมผงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญมาก และประสิทธิภาพของผงจะกำหนดประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์เซรามิกสำเร็จรูปโดยตรง ประสิทธิภาพของผงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการกระจายขนาดอนุภาคและสัณฐานวิทยาระดับจุลภาคของผง

การกระจายขนาดอนุภาคของผงส่วนใหญ่ส่งผลต่อขนาดเกรนและประสิทธิภาพการเผาของวัสดุเซรามิก นักวิจัยศึกษาผลกระทบของการกระจายขนาดอนุภาคของผงต่อความหนาแน่นของวัสดุอลูมินาเซรามิก และผลการวิจัยพบว่าสามารถเตรียมอลูมินาเซรามิกที่มีความหนาแน่นเกือบ 99% ได้ไม่ว่าจะใช้อนุภาคกว้างหรือแคบก็ตาม แป้งกระจายขนาดและสามารถคงขนาดเกรนไว้ได้ อย่างไรก็ตาม ที่ประมาณ 1 ไมครอน การกระจายขนาดอนุภาคที่กว้างขึ้นสามารถเพิ่มความหนาแน่นของวัตถุสีเขียวที่ถูกอัดแน่นด้วยผง ทำให้วัสดุผ่านกระบวนการเพิ่มความหนาแน่นด้วยอัตราการหดตัวที่น้อยลง สาเหตุหลักคืออนุภาคขนาดใหญ่ในผงที่มีการกระจายขนาดอนุภาคกว้างจะทำให้เกิดช่องว่างมากขึ้นซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคขนาดเล็กในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป

นักวิจัยได้ทำการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับเรื่องนี้ พวกเขาแบ่งการเผาเป็นสามขั้นตอน: ขั้นต้น ขั้นกลาง และขั้นปลาย ผงที่มีการกระจายขนาดอนุภาคที่กว้างขึ้นจะเพิ่มความหนาแน่นของเนื้อสีเขียวและเร่งอัตราการเพิ่มความหนาแน่นของเซรามิกในช่วงแรกของการเผา นอกจากนี้ ในขั้นตอนกลางของการเผาผนึก ผงที่มีการกระจายขนาดอนุภาคที่กว้างจะเพิ่มอัตราการเจริญเติบโตของเกรน และรูแยกแบบปิดในวัสดุจะถูกฝังอยู่ในเมทริกซ์แบบเม็ดที่ใหญ่กว่า ดังนั้นจึงมีความสามารถในการเผาผนึกได้ดีกว่าและช่วยรักษา ความเร็วในการเผาผนึกสูงในขั้นตอนต่อมาของการเผา อย่างไรก็ตาม การกระจายขนาดอนุภาคที่กว้างขึ้นจะนำไปสู่ความแตกต่างในการเพิ่มความหนาแน่นเนื่องจากการสะสมของอนุภาคในท้องถิ่นของวัสดุ แม้ว่าการกระจายขนาดอนุภาคจะเกินขนาดที่กำหนด ขนาดเกรนของตัวซินเตอร์จะใหญ่เกินไปและโครงสร้างรูพรุนจะหยาบขึ้น เพื่อให้ได้อลูมินาเซรามิกที่มีความหนาแน่นสูง การเลือกวิธีการขึ้นรูปและการเผาจึงมีบทบาทสำคัญในการเลือกการกระจายขนาดอนุภาคของผง ดังนั้น การกระจายขนาดอนุภาคของผงจึงมีอิทธิพลอย่างมากต่อความหนาแน่นของวัสดุเซรามิก ซึ่งจะเป็นตัวกำหนดการนำความร้อนของเซรามิก

ผงอลูมินาที่มีรูปร่างปกติจะมีผลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของวัสดุเซรามิกในระหว่างกระบวนการเผาผนึก นักวิจัยเชื่อว่าผงที่มีขนาดอนุภาคที่เหมาะสมและการไล่ระดับของอนุภาคสามารถทำให้เป็นเม็ดได้โดยการเพิ่มสารยึดเกาะลงในผง การทำให้มันมีความลื่นไหลมากขึ้นจะส่งผลดีต่อการขึ้นรูปและการเผาผนึกในภายหลัง ในหมู่พวกเขา กระบวนการแกรนูลคือการทำให้ผงมีรูปร่างเป็นทรงกลมภายใต้การทำงานของสารยึดเกาะ ซึ่งแสดงให้เห็นทางอ้อมว่าอลูมินาทรงกลมมีบทบาทเชิงบวกในการปรับปรุงความหนาแน่นของเซรามิกในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปและการเผา

ดังนั้นจึงพบว่าประสิทธิภาพ (สัณฐานวิทยาและขนาดอนุภาค) ของผงมีผลต่อประสิทธิภาพการเผาเซรามิก ซึ่งหมายความว่าการนำความร้อนของเซรามิกจะแยกออกจากกันไม่ได้ หลังจากการขึ้นรูปและการเผาผนึก ผงเกล็ดจะมีความหนาแน่นต่ำกว่าและมีความพรุนสูงกว่า นักวิจัยคาดการณ์เบื้องต้นว่าค่าการนำความร้อนไม่สูง และผงอลูมินาทรงกลมสามารถผลิตเซรามิกโปร่งใสความหนาแน่นสูงได้ ดังนั้นจึงตัดสินได้ว่าการใช้ผงทรงกลมเพื่อเตรียมเซรามิกที่นำความร้อนเป็นทางเลือกที่เหมาะสม