Tozun Alümina Seramiklerin Termal İletkenliğine Etkisi

Seramik malzemelerin hazırlanması sürecinde, tozun hazırlanması çok önemli bir bağlantıdır ve tozun performansı doğrudan bitmiş seramik ürünün performansını belirler. Tozun performansı temel olarak tozun parçacık boyutu dağılımına ve mikroskobik morfolojisine bağlıdır.

Tozun parçacık boyutu dağılımı esas olarak seramik malzemelerin tane boyutunu ve sinterleme performansını etkiler. Araştırmacılar, tozun parçacık boyutu dağılımının alümina seramik malzemenin yoğunluğu üzerindeki etkisini inceledi ve sonuçlar, geniş veya dar bir parçacık kullanımına bakılmaksızın yaklaşık %99 yoğunluğa sahip alümina seramiğin hazırlanabileceğini gösterdi. boyut dağıtım tozu ve tane boyutu korunabilir. Bununla birlikte, yaklaşık 1 μm’de, daha geniş bir parçacık boyutu dağılımı, tozla sıkıştırılmış ham gövdenin yoğunluğunu artırabilir ve malzemenin daha düşük bir büzülme oranıyla bir yoğunlaştırma işlemine tabi tutulmasını sağlayabilir. Bunun ana nedeni, geniş bir parçacık boyutu dağılımına sahip olan tozdaki büyük parçacıkların, kalıplama işlemi sırasında ince parçacıklarla doldurulan daha fazla boşluk oluşmasıdır.

Araştırmacılar bu konuda daha derinlemesine bir çalışma yürüttüler. Sinterlemeyi üç aşamaya ayırdılar: başlangıç, orta ve geç aşamalar. Daha geniş parçacık boyutu dağılımına sahip toz, ham gövdenin yoğunluğunu arttırır ve sinterlemenin erken aşamasında seramiğin yoğunlaştırma hızını hızlandırır. Ek olarak, sinterlemenin orta aşamasında, geniş parçacık boyutu dağılımına sahip toz, tane büyüme hızını artırır ve malzemedeki kapalı izolasyon gözenekleri daha büyük granüler matrise gömülür, bu nedenle daha iyi sinterlenebilirliğe sahiptir ve sinterlemenin sonraki aşamasında yüksek sinterleme hızı. Bununla birlikte, daha geniş bir parçacık boyutu dağılımı, malzemenin yerel parçacıklarının birikmesi nedeniyle yoğunlaştırmada bir farka yol açacaktır. Parçacık boyutu dağılımı belli bir boyutu aştığında bile sinterlenmiş bünyenin tane boyutu çok büyük olacak ve gözenek yapısı daha iri hale gelecektir. Yüksek yoğunluklu alümina seramik elde etmek için, kalıplama ve sinterleme yöntemlerinin seçimi, toz partikül boyutu dağılımının seçiminde kilit rol oynar. Bu nedenle, tozun parçacık boyutu dağılımı seramik malzemenin yoğunluğu üzerinde büyük bir etkiye sahiptir ve bu da seramiğin termal iletkenliğini belirler.

Düzenli şekle sahip alümina tozu, sinterleme işlemi sırasında seramik malzemelerin performansı üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır. Araştırmacılar, makul parçacık boyutuna ve parçacık derecesine sahip tozun, toza bir bağlayıcı eklenerek granül haline getirilebileceğine inanıyor. Daha akışkan hale getirmek, sonraki kalıplama ve sinterleme üzerinde olumlu bir etkiye sahip olacaktır. Bunların arasında granülasyon işlemi, tozun bağlayıcının etkisi altında küresel bir şekil oluşturmasını sağlamaktır; bu da dolaylı olarak küresel alüminanın kalıplama ve sinterleme işlemi sırasında seramiğin yoğunluğunu iyileştirmede olumlu bir rol oynadığını gösterir.

Bu nedenle, tozun performansının (morfoloji ve parçacık boyutu) seramik sinterleme performansını etkilediği bulunabilir, bu da seramiğin termal iletkenliğinin ondan ayrılamaz olduğu anlamına gelir. Kalıplama ve sinterlemeden sonra pul tozu daha düşük yoğunluğa ve daha yüksek gözenekliliğe sahiptir. , araştırmacılar ön olarak termal iletkenliğinin yüksek olmadığını tahmin ettiler; ve küresel alümina tozu, yüksek yoğunluklu şeffaf seramikler üretebilir, bu nedenle termal olarak iletken seramikler hazırlamak için küresel toz kullanmanın uygun bir seçim olduğu yargısına varılabilir.