Ceramika z tlenku glinu dzieli się na 99 tlenek glinu, 96 tlenek glinu, 95 tlenek glinu, 90 tlenek glinu, 85 tlenek glinu i inne odmiany w zależności od zawartości Al2O3. Czasami te z zawartością Al2O3 80% lub 75% są również klasyfikowane jako zwykłe serie ceramiczne z tlenku glinu. Wśród nich 99 ceramika z tlenku glinu jest wykorzystywana do produkcji tygli wysokotemperaturowych, ogniotrwałych rur piecowych i specjalnych materiałów odpornych na zużycie, takich jak łożyska ceramiczne, uszczelki ceramiczne i tarcze zaworów wodnych; Ceramika z tlenku glinu 95 jest stosowana głównie jako części odporne na korozję i zużycie; ponieważ część talku jest często mieszana, poprawiają się właściwości elektryczne i wytrzymałość mechaniczna ceramiki z tlenku glinu 85 i można ją uszczelniać za pomocą molibdenu, niobu, tantalu i innych metali, a niektóre są używane jako elektryczne urządzenia próżniowe. Jak powstają wyroby ceramiczne z tlenku glinu? Obejmuje głównie następujące cztery kroki.
1. Przygotowanie proszku
Proszek tlenku glinu jest przygotowywany na materiały proszkowe zgodnie z różnymi wymaganiami produktu i różnymi procesami formowania. Wielkość cząstek proszku wynosi poniżej 1 μm. W przypadku wytwarzania produktów ceramicznych z tlenku glinu o wysokiej czystości, oprócz czystości tlenku glinu wynoszącej 99,99% wymagane jest ultradrobne sproszkowanie i równomierny rozkład wielkości cząstek. Gdy stosuje się formowanie przez wytłaczanie lub formowanie wtryskowe, do proszku należy wprowadzić spoiwo i plastyfikator, zwykle termoplastyczne tworzywo sztuczne lub żywicę w stosunku wagowym 10-30%. Spoiwo organiczne powinno mieć temperaturę 150-200°C z sproszkowanym tlenku glinu wymieszanym równomiernie, aby ułatwić operację formowania. W przypadku stosowania półautomatycznego lub w pełni automatycznego prasowania na sucho, istnieją specjalne wymagania technologiczne dotyczące proszku, a proszek musi być przetwarzany przez granulację natryskową, aby był kulisty, aby poprawić płynność proszku i ułatwić automatyczne napełnianie formy podczas formowania. Dodatkowo, w celu zmniejszenia tarcia pomiędzy proszkiem a ścianą formy, konieczne jest dodanie 1-2% środka smarnego (np. kwasu stearynowego) oraz spoiwa PVA.
2. Formowanie i prasowanie
Metody formowania wyrobów ceramicznych z tlenku glinu obejmują prasowanie na sucho, odlewanie z gęstwy, wytłaczanie, prasowanie izostatyczne na zimno, wtrysk i inne metody. Różne kształty produktów, rozmiary, złożone kształty i produkty precyzyjne wymagają różnych metod formowania. Poniżej przedstawiono wprowadzenie powszechnie stosowanego formowania.
● Prasowanie na sucho: Technologia prasowania ceramiki na sucho z tlenku glinu jest ograniczona do przedmiotów o prostych kształtach i grubości ścianki wewnętrznej przekraczającej 1 mm oraz stosunku długości do średnicy nie większym niż 4:1. Metoda formowania jest jednoosiowa lub dwukierunkowa. Istnieją dwa rodzaje pras: hydrauliczne i mechaniczne, mogą być półautomatyczne lub w pełni automatyczne. Maksymalne ciśnienie prasy to 200MPa. Wydajność może osiągnąć 15-50 sztuk na minutę. Ze względu na równomierne ciśnienie skoku prasy hydraulicznej wysokość prasowanych części jest inna, gdy wypełnienie proszkiem jest inne. Jednak nacisk wywierany przez prasę mechaniczną zmienia się w zależności od ilości nasypu proszkowego, co łatwo prowadzi do różnic w skurczu wymiarowym po spiekaniu, co wpływa na jakość produktu. Dlatego równomierny rozkład cząstek proszku podczas prasowania na sucho jest bardzo ważny dla wypełnienia formy. To, czy ilość wypełnienia jest dokładna czy nie, ma duży wpływ na kontrolę dokładności wymiarowej wytwarzanych części ceramicznych z tlenku glinu. Cząsteczki proszku większe niż 60 μm i pomiędzy 60-200 mesh mogą uzyskać maksymalny efekt swobodnego przepływu i osiągnąć najlepszy efekt formowania ciśnienia.
● Slip Casting: ta metoda jest najwcześniejszą metodą formowania stosowaną w przypadku ceramiki z tlenku glinu. Dzięki zastosowaniu form gipsowych koszt jest niski, a formowanie elementów o dużych gabarytach i skomplikowanych kształtach jest łatwe. Kluczem do odlewania gęstwy jest przygotowanie zawiesiny tlenku glinu. Zwykle jako topnik stosuje się wodę, a następnie dodaje się środek odklejający i spoiwo, a gaz jest usuwany po całkowitym zmieleniu, a następnie wlaniu do formy gipsowej. Ze względu na wchłanianie wody przez kapilarę formy gipsowej zaczyn krzepnie w formie. W przypadku zalegania wydrążonego poślizgu, gdy ściana formy absorbuje zawiesinę do wymaganej grubości, nadmiar zawiesiny należy wylać. W celu zmniejszenia skurczu surowej masy, należy w jak największym stopniu stosować gnojowicę o wysokim stężeniu.
3. Spiekanie w wysokiej temperaturze
Techniczny sposób zagęszczania ziarnistego korpusu ceramicznego i formowania materiału stałego nazywa się spiekaniem. Spiekanie to metoda usuwania pustych przestrzeni między cząstkami w surowej bryle, usuwająca niewielką ilość gazu i zanieczyszczenia materii organicznej, tak aby cząstki mogły rosnąć i łączyć się ze sobą, tworząc nową substancję. Urządzeniem grzewczym używanym do wypalania jest najczęściej używany piec elektryczny. Temperatura spiekania zmienia się w zależności od czystości tlenku glinu i zwykle wynosi 1000-1800 stopni Celsjusza.
4. Szlifowanie i obróbka skrawaniem
Niektóre materiały ceramiczne z tlenku glinu nadal wymagają wykończenia po spiekaniu. Na przykład produkty, które mogą być używane jako sztuczne kości, wymagają wysokiej jakości wykończenia powierzchni, takiej jak powierzchnia lustrzana, aby zwiększyć smarowność. Ze względu na dużą twardość materiału ceramicznego z tlenku glinu, do wykańczania konieczne jest stosowanie twardszych materiałów do szlifowania i polerowania płytek. Takich jak SiC, B4C czy diamenty i tak dalej. Zwykle używa się gruboziarnistych do drobnych materiałów ściernych do szlifowania krok po kroku, a na koniec powierzchnia jest polerowana. Generalnie do szlifowania i polerowania można stosować mikroproszek Al2O3 lub pastę diamentową o stężeniu&l;1 ym. Ponadto można również stosować metody obróbki laserowej i ultradźwiękowej, szlifowania i polerowania.
