알루미나 세라믹의 10가지 소결 공정 소개(1-4)
알루미나 세라믹의 10가지 소결 공정 소개(1-4)
1. 상압 소결
상압소결이란 재료를 압력을 가하지 않고 대기압에서 소결하는 것을 의미하며, 현재 가장 보편적인 소결방법이다. 여기에는 공기 조건 하의 대기 소결과 특정 특수 가스 분위기 조건 하의 대기 소결이 포함됩니다. 이 방법은 소결 온도가 더 높고, 노에 대한 요구 사항이 더 높으며, 에너지 낭비도 더 큽니다.
Al2O3는 녹는점이 높기 때문에 Al2O3 세라믹을 제조할 때 소결 첨가제를 추가하고 액상 소결로 압축해야 하는 경우가 많습니다. 이 방법은 일반적으로 Al2O3 세라믹의 소결을 촉진할 수 있습니다. Al2O3 세라믹의 액상 소결은 화학 반응을 통해 액상, 촉진 확산 및 점성 흐름을 생성하여 입자 재배열 및 물질 전달 공정을 달성하고 Al2O3 세라믹의 소결 온도를 낮추며 효과적인 소결을 가속화합니다.
대기 소결에는 외부 추진력이 없기 때문에 세라믹 내부의 모든 기공을 제거하여 이론적인 밀도에 도달하는 것은 매우 어렵습니다. 특수 소결 공정은 알루미나 세라믹의 소결 과정에서 소결 추진력을 추가하여 세라믹의 치밀화를 촉진하는 공정을 말합니다. 현재 일반적인 특수 소결 공정에는 주로 열간 압착 소결, 열간 등압 압착 소결, 마이크로파 가열 소결, 마이크로파 플라즈마 소결, 방전 플라즈마 소결 등이 포함됩니다.
2. 열간압착 소결
핫 프레싱 소결은 고온에서 샘플에 단방향 압력을 가하여 세라믹을 촉진하여 완전 치밀화를 달성하는 것입니다. 기존 소결에 비해 15MPa의 압력에서 소결하면 세라믹의 소결 온도는 200℃ 낮아지고 밀도는 2% 증가하는데, 이러한 경향은 압력이 증가할수록 증가합니다. 순수 알루미나 세라믹의 경우 기존 소결에는 1800℃ 이상의 온도가 필요합니다. 그러나 20MPa 핫 프레싱 소결에는 1500℃만 필요합니다.
열간압착 소결에 의해 제공되는 압력은 입자 내 원자의 흐름을 촉진하고 압력과 표면 에너지가 함께 확산 효과를 강화하는 원동력으로 작용합니다. 열간 압착 소결은 더 낮은 온도에서 소결할 수 있기 때문에 결정립 성장이 억제되고, 얻어지는 시료는 치밀하고 균일하며 결정립 크기가 작고 강도가 높다. 그러나 너무 높거나, 너무 두껍고, 모양이 복잡한 제품을 생산하는 것은 생산 규모가 작고, 비용이 많이 들기 때문에 적합하지 않습니다.
3. 열간 등방압 프레싱 소결
열간 등방압 압착 소결은 세라믹 본체의 모든 방향에 동시에 압력을 가하여 세라믹의 소결 온도를 낮추는 소결이며, 소결하여 얻은 세라믹은 균일한 구조와 우수한 성능을 갖습니다. 잘 알고 있기 소결은 세라믹의 소결 온도를 성공적으로 낮추고 복잡한 형상의 물품을 얻을 수 있지만 잘 알고 있기 소결은 성형체를 미리 캡슐화하거나 사전 소결해야 하며 압력 조건도 상대적으로 가혹합니다.
4. 초고압 소결
초고압 소결은 더 높은 압력에서 소결하는 것입니다. 더 높은 압력으로 인해 원자 확산이 억제되고 핵 생성 장벽이 상대적으로 작습니다. 따라서 밀도가 높은 알루미나 세라믹(>98%), 낮은 온도에서도 고순도 제조가 가능합니다. 초고압 소결 공정에서는 압력이 존재하면 입자의 공극과 원자 확산 속도가 증가합니다. 압력과 표면 에너지가 함께 소결 추진력으로 작용하여 확산 효과가 증가합니다. 초고압 소결은 일반적으로 결정립의 비정상적인 성장을 억제하기 위해 상대적으로 낮은 온도에서만 수행되므로 치밀화도가 높고 결정립 크기가 미세하며 분포가 균일한 고순도 알루미나 세라믹을 얻을 수 있습니다.
