높은 경도, 고온 저항성, 내식성 및 우수한 전기 절연성 등 탁월한 특성을 지니고 있습니다.알루미나 세라믹첨단 제조 분야에서 고성능 핵심 소재로 알려져 있습니다. 제품 성능과 비용을 결정하는 중요한 공정인 소결 기술은 오랫동안 업계 전반에서 광범위한 관심을 끌어왔습니다.
전통적인 소결 공정 분야에서 무가압 소결과 열압착 소결은 현재 대규모 생산을 위한 주류 방법으로 남아 있습니다.
무압 소결은 장비가 간단하고 비용이 저렴하여 기존 제품 생산에 널리 적용되고 있습니다.알루미나 세라믹절연체 및 내마모성 부품과 같은 제품에 사용됩니다. 1600℃에서 1800℃에 이르는 고온에서 분말 원료를 치밀화합니다. 일반 산업의 기본 요구 사항을 충족할 수 있지만, 초고온으로 인한 조대 입자 생성 및 과도한 에너지 소비와 같은 단점이 있습니다. 에너지 소비량만 해도 총 제품 비용의 20~30%를 차지합니다.
고온과 단축 압력을 결합한 열압착 소결은 소결 온도를 약 1500℃까지 낮추고 결정립 성장을 효과적으로 억제합니다. 이렇게 제조된 시료는알루미나 세라믹이 소재는 높은 밀도와 최대 700MPa에 달하는 굽힘 강도를 자랑하며, 정밀 절삭 공구 및 항공우주 부품과 같은 소량 생산 고성능 응용 분야에 적합합니다. 그러나 금형 마모가 심하고 생산 효율이 낮아 대규모 양산에는 널리 사용되지 못하고 있습니다.
중국의 과학 연구 기관과 기업들은 기존 공정의 한계를 극복하기 위해 최근 몇 년 동안 첨단 소결 기술 연구 개발에 박차를 가해왔습니다. 마이크로파 소결, 스파크 플라즈마 소결(SPS), 고온 등방압 소결(HIP)과 같은 최첨단 기술들이 점차 산업 현장에 적용되고 있습니다.
마이크로파 소결은 마이크로파장을 이용하여 세라믹의 내부를 일관되게 가열하는 기술로, 분당 최대 50℃의 가열 속도를 달성할 수 있습니다. 기존 방식과 비교했을 때, 소결 온도는 100~150℃ 낮아지고 에너지 소비량은 30~50% 절감됩니다. 또한, 완성된 제품은 균일한 결정 구조를 가지며 높은 광 투과율을 나타냅니다. 이 기술은 현재 투명 세라믹 및 전자 기판을 비롯한 다양한 분야에 널리 적용되고 있습니다.
스파크 플라즈마 소결은 펄스 전류에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 입자 표면을 활성화시켜 급속한 치밀화를 달성하는 기술입니다. 나노 알루미나 분말을 이 기술로 처리하면 1140℃의 낮은 온도에서 상대 밀도 99.5%, 광투과율 71%의 세라믹 제품을 얻을 수 있습니다. 이는 나노 세라믹 제조를 위한 효율적인 기술적 경로를 제공합니다.
업계 전문가들은 소결 기술이알루미나 세라믹에너지 절약, 정제 및 다변화를 향해 나아가고 있습니다. 앞으로는 다양한 공정의 통합을 더욱 촉진하고, 장비 비용을 최적화하며, 대형 및 복합 형상 제품의 소결 병목 현상을 해소할 것입니다. 또한 나노기술과 첨가제의 시너지 효과가 심화되고 첨단 신소재에 대한 정책적 지원이 더해짐에 따라, 알루미나 세라믹은 반도체 패키징, 의료용 임플란트, 양자 컴퓨팅과 같은 신흥 분야에서 더욱 폭넓게 활용되어 중국 고급 제조업의 고도화에 중요한 기반을 제공할 것입니다.
