뛰어난 기계적 강도, 우수한 전기 절연성, 우수한 고온 저항성 및 내식성으로 인해,알루미나 세라믹현대 산업에서 대체 불가능하고 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 본 논문은 산업용 알루미나인 알루미나 세라믹의 성능을 결정하는 주요 원료인 알루미나에 대한 심층 분석을 수행하며, 그 분류, 특성 및 제조 공정을 다룹니다. 고급 제조 공정의 적용 난점에서 시작하여 특정 적용 시나리오를 결합하여, 원료 순도, 입자 크기 및 공정 성능이 최종 제품 성능에 미치는 주요 영향을 밝힙니다. 또한, 원료 정제 및 미세 구조 조절부터 첨단 소결 기술에 이르기까지 다양한 솔루션을 체계적으로 제시하고, 향후 개발 동향에 대한 요약과 전망을 제시합니다.알루미나 세라믹원자재.
알루미나 세라믹스; 주요 원료; 산업용 알루미나; 순도; 입자 크기; 소결 첨가제; 성능 규정
원자재부터 구조까지 세라믹 '유전자'를 정확하게 편집
앞서 언급한 문제들을 체계적으로 해결하기 위해서는 원자재의 기본으로 돌아가야 합니다. 다차원적이고 정교한 제어 방법을 통해 원자재의 특성을 유전학적 수준에서 으으으으으으 리모델링할 수 있습니다.알루미나 세라믹.
1. 원자재 선정 및 등급 : 성능 기반 구축
산업용 알루미나(알₂O3)는 단일 물질이 아니라 순도에 따라 엄격하게 등급이 매겨진 제품군입니다.
● 일반용 타입(예: 95%, 99% 알₂O₃): 내화재 및 일반 구조 부품과 같이 성능 요구 사항이 낮은 시나리오에 적합합니다.
● 고순도형(예: 99.5%, 99.7% 알₂O3): 알칼리 금속 불순물 함량이 극히 낮아 고성능 전자 세라믹, 투명 세라믹, 점화 플러그 제조의 핵심 원료입니다.
● 초고순도형(99.9% 이상): 주로 반도체, 레이저, 하이엔드 광학 등의 분야에 사용되며, 순도 요구수준은 피피엠 또는 피피비 수준에 이릅니다.
최종 제품의 성능 요구 사항을 기반으로 원자재의 순도 수준을 정확하게 맞추고, 출처의 불순물로 인한 성능 위험을 제거합니다.
2. 입자 크기 및 형태의 정밀 제어: 이상적인 미세 구조 형성
원자재의 입자 크기, 분포 및 형태는 소결 활동과 최종 세라믹의 미세 구조를 직접 결정합니다.
● 초미립자 크기 및 좁은 분포: 제트 밀링, 샌드 밀링과 같은 첨단 분쇄 및 분급 기술을 통해 알루미나 분말은 서브마이크론 또는 나노미터 수준까지 가공되며, 입자 크기 분포가 엄격하게 제어됩니다. 초미립자 및 균일한 입자는 더 넓은 비표면적과 더 높은 소결 추진력을 가지므로 저온 및 고밀도 소결을 용이하게 하고, 미세 입자와 균일한 구조를 가진 고성능 세라믹을 생산할 수 있습니다.
● 구형화 처리: 구형에 가까운 입자는 충전성과 유동성이 더 좋으며, 이는 건식 프레스 그린 바디의 균일성을 향상시킬 뿐만 아니라 소결 중 재료 전달 및 밀도화 과정을 촉진합니다.
3. 소결 첨가제의 과학적 배합: 소결의 "smart 탐색을 안내합니다.
소결 온도를 낮추고, 입자의 비정상적인 성장을 억제하고, 입자 경계를 정화하거나 특정 기능을 부여하기 위해 일반적으로 소량(0.5%~5%)의 소결 보조제를 도입합니다.
● 산화마그네슘: 알루미나 입자의 비정상적인 성장을 효과적으로 억제하고 미세구조의 균질화를 촉진하는 대표적인 첨가제입니다. 고강도 및 투명 세라믹 제조의 핵심 요소입니다.
● SiO₂, 산화칼슘, 산화마그네슘 등: 순간 액상을 형성하여 재료 이동을 크게 촉진하고 저온 고밀도화를 달성하지만 액상 잔류물이 고온 성능에 미치는 영향에 주의해야 합니다.
● 희토류 산화물(Y₂O3, 라₂O3 등): 결정립계를 "hpin"하고, 결정립계 불순물을 제거하여 세라믹스의 고온 크리프 저항성과 장기 사용 신뢰성을 크게 향상시킵니다.
4. 성형 및 소결 공정의 협업 최적화
원자재가 완벽하더라도 그 잠재력을 최대한 발휘하려면 첨단 성형 및 소결 공정이 필요합니다.
● 등방성형: 등방성형압력을 제공하여 결함 없는 고밀도 세라믹 본체를 얻습니다.
● 열간압착소결 및 열간정수압착소결: 온도와 압력의 상승효과로 재료 내부의 기공이 거의 완전히 없어지고, 밀도가 99.99%를 넘고 성능이 이론 한계에 근접한 알루미나 세라믹 제품이 제조됩니다.