高純氧化鋁陶瓷粉的製備方法

2020-12-07 騰訊網

今天中天利跟大家聊一聊關於高純氧化鋁陶瓷的製備方法。在獲得高純氧化鋁粉體後，將其製備成成型良好的素坯，根據產品要求與成本，選擇合適的燒結方法來製備高純氧化鋁陶瓷。目前，常用的燒結方法包括：常壓燒結、熱壓燒結、兩步燒結、放電等離子體燒結、微波燒結等。

a．常壓燒結(PS)採用常壓燒結方法，高純氧化鋁陶瓷通常需要在高於1600℃下才能燒結緻密，較高燒結溫度能會導致氧化鋁晶粒異常長大，燒結體緻密化程度降低，從而影響高純氧化鋁陶瓷的性能。減小粉體顆粒的平均尺寸，添加適當的添加劑，採用特殊的成型方法等通常可降低高純氧化鋁陶瓷的燒結溫度。 b．熱壓燒結(HPS)熱壓燒結即在燒結過程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴散速率增大，燒結驅動力增加，從而加快燒結過程。然而，在高壓條件下，燒結體中會出現垂直於壓力方向定向生長的晶粒，為避免這種現象，可以選用熱等靜壓燒結(HIP)的方法。

b．兩步燒結(TSS)兩步燒結法即將坯體加熱到一個特定溫度T1以排除坯體中的亞臨界氣孔，然後降至一個較低溫度T2使坯體達到緻密。在兩步燒結法中的低溫燒結階段，由於晶界遷移比晶界擴散所需要的活化能高，所以這一階段主要以晶界擴散為主。因此，在兩步燒結法中的第二個階段，坯體不斷緻密化，但晶粒不會生長過快。

c．放電等離子體燒結(SPS)放電等離子燒結(SPS)是將原料粉末裝入石墨等材質製成的模具內，利用上、下模衝及通電電極將特定燒結電源和壓制壓力施加於原料粉末，經放電活化、熱塑變形和冷卻完成燒結過程。由於SPS能夠快速燒結和可在較低溫度下實現精細陶瓷結構的緻密化，可有效抑制晶粒的異常長大，適於製備緻密化程度高、晶粒尺寸細小的高純氧化鋁陶瓷。

e．微波燒結(MWS)微波燒結是利用材料內部的精細結構與微波中的特殊波段耦合產生熱量對材料進行加熱，使材料整體達到燒結溫度進而實現陶瓷緻密化的新型燒結技術，具有升溫速率快，並抑制晶粒快速生長的特點。微波燒結與傳統燒結具有相似的燒結機理，但微波燒結可在短時間內製得晶粒尺寸良好的燒結體。微波燒結法也存在一定缺陷，即過快的升溫速率可能會導致某位置的晶粒異常長大，使燒結體中的氣孔增多。

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