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Quelles sont les méthodes conventionnelles de frittage des céramiques d’alumine ? Les méthodes conventionnelles de frittage ne permettent pas de répondre aux exigences de préparation de céramiques d’alumine transparentes. Parmi les méthodes de frittage couramment utilisées pour préparer des céramiques transparentes, on trouve : a) le frittage en atmosphère et sous vide, b) le frittage par pressage isostatique à chaud, et c) le frittage par plasma à décharge électrique.

Quelles sont les méthodes conventionnelles de frittage des céramiques d’alumine ?

1. Frittage en atmosphère et sous vide

Les céramiques d’alumine obtenues par frittage à pression atmosphérique présentent généralement une porosité résiduelle de 1 à 3 %. En revanche, le frittage sous vide ou en atmosphère peut engendrer un grand nombre de lacunes d’oxygène dans l’ébauche d’alumine, accélérer la diffusion des ions O²⁻ et augmenter la vitesse de densification de l’ébauche, ce qui facilite l’élimination de la porosité résiduelle.

Flux du processus de frittage des céramiques d’alumine : quels sont les procédés de frittage de la céramique d’alumine ?

2. Frittage par pressage isostatique à chaud

Le frittage isostatique à chaud (HIP) est une technologie de procédé combinant haute température et haute pression, avec des températures de chauffage pouvant atteindre 2000 °C. Utilisant un gaz inerte ou de l’azote sous haute pression dans un récipient fermé comme milieu de transmission de la pression, la pression de travail peut dépasser 200 MPa. Sous l’action conjointe de la haute température et de la haute pression, les microfissures fermées difficiles à éliminer lors du frittage à pression normale peuvent être supprimées, permettant ainsi la production de céramiques d’alumine submicroniques très transparentes. En raison de la finesse de grain des céramiques d’alumine transparentes préparées selon cette méthode, celles-ci présentent d’excellentes propriétés mécaniques.

3. Frittage par plasma à décharge

Le frittage par plasma étincelant (SPS) consiste à charger la poudre de matière première dans un moule fabriqué en graphite, puis à appliquer une puissance de frittage spécifique ainsi qu’une pression de compactage sur la poudre grâce à des poinçons supérieurs et inférieurs et à des électrodes sous tension. Le processus de frittage s’achève par l’activation par étincelle, la déformation thermoplastique et le refroidissement. Grâce à sa capacité à fritter rapidement et à obtenir la densification de structures céramiques fines à des températures relativement basses, le SPS est largement utilisé ces dernières années pour la préparation de céramiques d’alumine transparentes.