خصوصیات اساسی پودر سرامیک چیست؟

پودرهای سرامیکی ، همچنین به عنوان شناخته می شود ذرات سرامیکی یا مواد سرامیکی ریز تقسیم شده ، بلوک های ساختمانی اساسی را برای طیف گسترده ای از محصولات سرامیکی پیشرفته تشکیل دهید. ترکیب منحصر به فرد آنها از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی ، خصوصیات نهایی سرامیک های تولیدی را نشان می دهد و همه چیز را از استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی آنها در برابر هدایت الکتریکی و شفافیت نوری آنها تأثیر می گذارد. درک این خصوصیات اساسی برای دانشمندان ، مهندسان و تولید کنندگان درگیر در طراحی و تولید اجزای سرامیکی بسیار مهم است.

1. اندازه و توزیع ذرات

یکی از مهمترین خصوصیات پودر سرامیک آن است اندازه ذرات بشر این به قطر متوسط ذرات جداگانه درون پودر اشاره دارد. پودرها می توانند از نانومتر (نانوذرات) تا چندین ده میکرومتر متغیر باشند. مرتبط نزدیک است توزیع اندازه ذرات (PSD) ، که دامنه اندازه ذرات موجود در یک نمونه معین را توصیف می کند.

• تأثیر: اندازه ذرات متوسط کوچکتر به طور کلی منجر به چگالی سبز بالاتر (چگالی بدن سرامیکی نشده) می شود و باعث می شود دمای پخت و پز پایین تر شود. توزیع اندازه ذرات باریک (ذرات یکنواخت تر) اغلب ترجیح داده می شود زیرا بسته بندی همگن بیشتری را ترویج می کند ، نقص را کاهش می دهد و منجر به خاصیت نهایی پایدار پس از پخت می شود. توزیع گسترده می تواند منجر به انقباض دیفرانسیل در هنگام شلیک و افزایش تخلخل شود.

2 شکل ذرات

در شکل ذرات سرامیکی می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد ، از کروی ، برابر (ابعاد تقریباً مساوی از همه جهات) ، و صفحه مانند به نامنظم یا سوزن مانند.

• تأثیر: شکل ذرات بر چگالی بسته بندی پودر ، جریان پذیری و نقاط تماس بین ذرات تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، ذرات کروی تمایل به بسته بندی کارآمدتر و جریان بهتر از موارد نامنظم دارند که می تواند در فرآیندهای مانند فشار خشک مفید باشد. با این حال ، اشکال نامنظم ، به دلیل درگیری مکانیکی ، گاهی اوقات می تواند منجر به مقاومت بیشتر سبز شود.

3 سطح سطح

در مساحت سطح خاص پودر سرامیکی به کل سطح در واحد جرم پودر اشاره دارد. این به طور معکوس با اندازه ذرات متناسب است. ذرات کوچکتر دارای سطح خاص بیشتری هستند.

• تأثیر: یک منطقه خاص و خاص می تواند به دلیل نقاط تماس بیشتر و مسیرهای انتشار کوتاه تر ، سینتیک پخت و پز سریعتر را ارتقا بخشد. با این حال ، همچنین می تواند منجر به افزایش عواطف (جمع شدن ذرات) و انرژی سطح بالاتر شود ، و این باعث می شود که پودر واکنش پذیر تر و بالقوه آن سخت تر شود. شیمی شیمی و گونه های جذب شده نیز در اینجا نقش مهمی دارند.

4. ترکیب شیمیایی و خلوص

در ترکیب شیمیایی پودر سرامیکی ماهیت اساسی آن را دیکته می کند و ساختار کریستال آن ، نوع پیوند و خواص ذاتی آن را تعیین می کند. خلوص اشاره به عدم ناخالصی های نامطلوب است.

• تأثیر: حتی مقادیر کمیاب ناخالصی ها می توانند رفتار پخت و پز ، ریزساختار و خصوصیات نهایی یک سرامیک را به میزان قابل توجهی تغییر دهند. به عنوان مثال ، ناخالصی های خاصی می توانند به عنوان مهار کننده های رشد دانه یا مروج عمل کنند ، یا می توانند مراحل ثانویه ایجاد کنند که ماده را تضعیف می کند یا بر خصوصیات الکتریکی آن تأثیر می گذارد. سرامیک های با کارایی بالا اغلب نیاز به سطح خلوص بسیار بالایی دارند.

5 ساختار کریستالی

بیشتر پودرهای سرامیکی کریستالی هستند ، به این معنی که اتم های آنها در یک شبکه بسیار مرتب و تکرار شده چیده شده است. در ساختار بلور (به عنوان مثال ، مکعب ، شش ضلعی ، چهار ضلعی) برای ترکیب شیمیایی مواد ذاتی است. برخی از پودرهای سرامیکی همچنین می توانند آمورف (غیر کریستالی) باشند.

• تأثیر: ساختار کریستال اساساً بسیاری از خصوصیات سرامیک ، از جمله استحکام مکانیکی ، انبساط حرارتی ، هدایت الکتریکی و خصوصیات نوری را تعیین می کند. پلی مورفیسم (توانایی یک ماده برای وجود بیش از یک ساختار کریستالی) نیز مهم است ، زیرا تحولات فاز در طول پردازش می تواند بر ساختار و خصوصیات نهایی تأثیر بگذارد.

چگالی 6 (واقعی و آشکار)

تراکم واقعی (همچنین به عنوان چگالی نظری یا چگالی اسکلتی شناخته می شود) چگالی خود ماده جامد است ، به استثنای هر منافذ. چگالی ظاهری (یا چگالی فله) به چگالی پودر در حالت بسته بندی شده آن ، از جمله حفره های بین ذرات اشاره دارد.

• تأثیر: چگالی واقعی یک ماده ثابت است. چگالی ظاهری برای پردازش مهم است ، زیرا این امر بر پر کردن قالب ، رفتار تراکم و میزان مواد مورد نیاز برای دستیابی به چگالی سبز مورد نظر تأثیر می گذارد. چگالی ظاهری بالاتر به طور کلی نشان دهنده بسته بندی بهتر و تخلخل کمتر در بدن سبز است.

7. جریان و زاویه دفع

قابلیت جریان توصیف می کند که چگونه یک پودر به راحتی جریان می یابد ، که برای پر کردن یکنواخت در فرآیندهای مانند فشار دادن بسیار مهم است. در زاویه تسویه حساب یک اندازه گیری متداول از جریان پذیری است که نشان دهنده زاویه شمع مخروطی است که هنگام پودر روی یک سطح صاف ریخته می شود. زاویه کمتری از Repose نشانگر جریان بهتر است.

• تأثیر: جریان پذیری خوب چگالی بدن سبز مداوم را تضمین می کند و نقص ناشی از توزیع پودر ناهموار را کاهش می دهد. عواملی مانند اندازه ذرات ، شکل ، زبری سطح و میزان رطوبت بر جریان پذیری تأثیر می گذارد.

8. تجمع

جمع شدن اشاره به گرایش ذرات سرامیکی فردی برای چسبیدن به هم و تشکیل خوشه های بزرگتر است. اینها می توانند آگلومره های نرم (ضعیف پیوند) یا آگلومره های سخت (به شدت پیوند خورده) باشند.

• تأثیر: آگلومره های سخت به ویژه مشکل ساز هستند زیرا می توانند از طریق پردازش ادامه دهند و منجر به تغییرات چگالی موضعی ، منافذ و در نهایت نقص در سرامیک نهایی شوند. پراکندگی Agglomerates یک چالش اساسی در پردازش سرامیک است و اغلب به عوامل آسیاب یا پراکندگی نیاز دارد. $ $