ilustrować

Jakie są konwencjonalne metody spiekania ceramiki aluminiowej? Konwencjonalne metody spiekania nie spełniają wymagań dotyczących przygotowywania przezroczystej ceramiki aluminiowej. Do powszechnie stosowanych metod spiekania przeznaczonych do produkcji ceramiki transparentnej należą: a) spiekanie w atmosferze i pod próżnią, b) spiekanie metodą gorącego izostatycznego prasowania oraz c) spiekanie plazmowe za pomocą wyładowań elektrycznych.

Jakie są konwencjonalne metody spiekania ceramiki aluminiowej?

1. Sinterowanie w atmosferze i próżni

Ceramika aluminiowa przygotowana poprzez spiekanie przy ciśnieniu atmosferycznym zwykle zawiera 1–3% resztkowej porowatości. Natomiast spiekanie w próżni lub w atmosferze może powodować powstawanie dużej liczby wakansji tlenowych w blanku aluminiowym, przyspieszać dyfuzję jonów O2− oraz zwiększać szybkość densyfikacji blanku, co ułatwia usunięcie resztkowej porowatości.

Przepływ procesu spiekania ceramiki aluminiowej – jakie są metody spiekania ceramiki aluminiowej?

2. Sinterowanie metodą gorącego izostatycznego prasowania

Gorące izostatyczne prasowanie (HIP) to technologia procesowa łącząca wysoką temperaturę i wysokie ciśnienie; temperatura podgrzewania może osiągać nawet 2000℃. Wykorzystując jako medium przekazywania ciśnienia wysokociśnieniowy gaz obojętny lub azot w zamkniętym pojemniku, ciśnienie robocze może przekraczać 200 MPa. Pod wpływem kombinacji wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia możliwe jest usunięcie zamkniętych otworów gazowych, które trudno wyeliminować podczas zwykłego spiekania przy normalnym ciśnieniu, co umożliwia produkcję bardzo przezroczystej ceramiki aluminiowej o rozmiarze submikronowym. Ze względu na drobną wielkość ziaren ceramiki aluminiowej transparentnej przygotowanej tą metodą, ceramika charakteryzuje się doskonałymi właściwościami mechanicznymi.

3. Sinterowanie plazmą wyładowaniową

Spiekanie plazmowe za pomocą iskry (SPS) polega na umieszczeniu proszku surowcowego w formie wykonanej z materiałów takich jak grafit, a następnie na działaniu na ten proszek określonej mocy spiekającej oraz ciśnienia prasującego za pomocą górnych i dolnych stempli oraz elektrod napięciowych. Proces spiekania realizowany jest poprzez aktywację iskrową, termoplastyczną deformację oraz chłodzenie. Dzięki zdolności szybkiego spiekania i osiągania densyfikacji drobnych struktur ceramicznych przy stosunkowo niskich temperaturach, SPS w ostatnich latach znalazło szerokie zastosowanie w przygotowywaniu przezroczystej ceramiki aluminiowej.