Kerámia pvagyok , más néven ismert kerámia részecskék or finoman osztott kerámia anyagok , képezheti a fejlett kerámia termékek hatalmas sorozatának alapvető építőelemeit. A fizikai és kémiai tulajdonságok egyedi kombinációja diktálja a gyártott kerámia végső tulajdonságait, mindent befolyásolva a mechanikai szilárdságuktól és a termikus ellenállásuktól az elektromos vezetőképességig és az optikai átláthatóságig. Ezen alapvető tulajdonságok megértése elengedhetetlen az anyagtudósok, mérnökök és gyártók számára, akik részt vesznek a kerámia alkatrészek tervezésében és előállításában.
1. Részecskeméret és eloszlás
A kerámia por egyik legkritikusabb tulajdonsága az részecskeméret - Ez a poron belüli egyes részecskék átlagos átmérőjére utal. A porok a nanométerektől (nanopowderek) és több tíz mikrométerig terjedhetnek. Szorosan kapcsolódó A részecskeméret eloszlás (PSD) , amely leírja az adott mintában található részecskeméret tartományát.
-
Hatás: Egy kisebb átlagos részecskeméret általában magasabb zöld sűrűséghez (a nem kikötött kerámia test sűrűsége) vezet, és lehetővé teszi az alacsonyabb szinterelési hőmérsékleteket. A keskeny részecskeméret -eloszlás (egységesebb részecskék) gyakran előnyös, mivel elősegíti a homogénebb csomagolást, csökkenti a hibákat, és a szinterelés után következetesebb végső tulajdonságokhoz vezet. A széles eloszlások differenciális zsugorodást eredményezhetnek az égetés és a megnövekedett porozitás során.
2. Részecske alakja
A A kerámia részecskék alakja jelentősen változhat, a gömb alakú, egyenértékű (nagyjából egyenlő méretű dimenzióktól minden irányban), és a lemezszerű és a szabálytalan vagy a tűszerű.
-
Hatás: A részecskék alakja befolyásolja a porcsomagolási sűrűségt, a folyadékot és a részecskék közötti érintkezési pontokat. Például a gömb alakú részecskék általában hatékonyabban csomagolnak és jobban áramolnak, mint a szabálytalanok, ami előnyös lehet olyan folyamatokban, mint a szárazprés. A szabálytalan formák azonban néha nagyobb zöld szilárdságot eredményezhetnek a mechanikus reteszelés miatt.
3. felület
A fajlagos felület Egy kerámia por a por egységnyi tömegére vonatkozik. Fordítottan arányos a részecskemérettel; A kisebb részecskék nagyobb specifikus felületük van.
-
Hatás: A nagy fajlagos felület elősegítheti a gyorsabb szinterációs kinetikát, mivel több érintkezési pont és rövidebb diffúziós útvonalak vannak. Ugyanakkor megnövekedett agglomerációhoz (a részecskék összecsapása) és a magasabb felszíni energiához is vezethet, így a por reaktív és potenciálisan nehezebb kezelni. A felületi kémia és az adszorbeált fajok itt is jelentős szerepet játszanak.
4. Kémiai összetétel és tisztaság
A kémiai összetétel A kerámia por diktálja annak alapvető természetét, meghatározva annak kristályszerkezetét, kötési típusát és velejáró tulajdonságait. Tisztaság utal a nemkívánatos szennyeződések hiányára.
-
Hatás: Még a nyomkövetési szennyeződések is jelentősen megváltoztathatják a kerámia szinterelési viselkedését, mikroszerkezetét és végső tulajdonságait. Például bizonyos szennyeződések gabona növekedési gátlóként vagy promóterekként működhetnek, vagy másodlagos fázisokat képezhetnek, amelyek gyengítik az anyagot vagy befolyásolják annak elektromos tulajdonságait. A nagy teljesítményű kerámia gyakran rendkívül magas tisztasági szintet igényel.
5. kristályszerkezet
A legtöbb kerámia por kristályos, azaz atomjaikat nagyon rendezett, ismétlődő rácsban vannak elrendezve. A kristályszerkezet (például köbös, hatszögletű, tetragonális) alapvető fontosságú az anyag kémiai összetételéhez. Néhány kerámia por amorf is lehet (nem kristályos).
-
Hatás: A kristályszerkezet alapvetően meghatározza a kerámia számos tulajdonságát, beleértve annak mechanikai szilárdságát, hőtágulást, elektromos vezetőképességet és optikai tulajdonságokat. A polimorfizmus (az anyag azon képessége, hogy egynél több kristályszerkezetben létezzen) szintén fontos, mivel a fázis -transzformációk a feldolgozás során befolyásolhatják a végső mikroszerkezetet és a tulajdonságokat.
6. sűrűség (igaz és nyilvánvaló)
Igazi sűrűség (elméleti sűrűség vagy csontváz sűrűség néven is ismert) magának a szilárd anyagnak a sűrűsége, kivéve a pórusokat. Látszólagos sűrűség (vagy ömlesztett sűrűség) a por sűrűségére vonatkozik csomagolt állapotában, beleértve a részecskek közötti üregeket is.
-
Hatás: A valódi sűrűség anyagi állandó. A látszólagos sűrűség fontos a feldolgozáshoz, mivel befolyásolja a penész kitöltését, a tömörítési viselkedést és a kívánt zöld sűrűség eléréséhez szükséges anyagmennyiséget. A magasabb látszólagos sűrűség általában jobb csomagolást és kevesebb porozitást jelez a zöld testben.
7. Folyamathatóság és nyugalmi szög
Áramlásosság Leírja, hogy a por áramlik, ami elengedhetetlen az egyenletes szerszám kitöltéséhez olyan folyamatokban, mint a préselés. A a nyugalmi szög a folyékonyság általános mérőszáma, amely a kúpos halom szögét ábrázolja, amikor a por egy lapos felületre öntik. A kisebb nyugalmi szög jelzi a jobb áramlást.
-
Hatás: A jó áramlási képesség biztosítja a következetes zöld test sűrűségét és csökkenti az egyenetlen poreloszlás által okozott hibákat. Az olyan tényezők, mint a részecskeméret, az alak, a felületi érdesség és a nedvességtartalom, befolyásolják a folyadékot.
8. agglomeráció
Agglomeráció Arra utal, hogy az egyes kerámia részecskék hajlamosak összerakni, nagyobb klasztereket képezve. Ezek lehetnek puha agglomerátok (gyengén kötött) vagy kemény agglomerátok (erősen ragasztva).
-
Hatás: A kemény agglomerátumok különösen problematikusak, mivel a feldolgozás révén fennmaradhatnak, ami lokalizált sűrűség -variációkhoz, pórusokhoz és végül a végső kerámia hibáihoz vezet. Az agglomerátumok diszpergálása kulcsfontosságú kihívás a kerámia feldolgozásában, és gyakran maró- vagy diszperziós szereket igényel.
