Pulberi ceramice , cunoscut și sub numele de Particule ceramice sau Materiale ceramice împărțite fin , formați blocurile fundamentale pentru o gamă vastă de produse ceramice avansate. Combinația lor unică de atribute fizice și chimice dictează proprietățile finale ale ceramicii fabricate, influențând totul, de la rezistența lor mecanică și rezistența termică la conductivitatea electrică și la transparența optică. Înțelegerea acestor proprietăți de bază este crucială pentru oamenii de știință, ingineri și producători implicați în proiectarea și producerea de componente ceramice.
1. Dimensiunea și distribuția particulelor
Una dintre cele mai critice proprietăți ale pulberii ceramice este dimensiunea particulelor . Aceasta se referă la diametrul mediu al particulelor individuale din pulbere. Pulberile pot varia de la nanometri (nanopowders) la mai multe zeci de micrometri. Este strâns legat este Distribuția mărimii particulelor (PSD) , care descrie gama de mărimi de particule prezente într -un eșantion dat.
-
Impact: O dimensiune medie a particulelor mai mică duce, în general, la o densitate verde mai mare (densitatea corpului ceramic nefiresc) și permite temperaturi de sinterizare mai scăzute. O distribuție îngustă a mărimii particulelor (mai multe particule uniforme) este adesea preferată, deoarece promovează ambalarea mai omogenă, reduce defectele și duce la proprietăți finale mai consistente după sinterizare. Distribuțiile largi pot duce la contracție diferențială în timpul trasării și la porozitate crescută.
2. Forma particulelor
Forma particulelor ceramice Poate varia semnificativ, variind de la sferic, echiaxed (dimensiuni aproximativ egale în toate direcțiile) și asemănătoare cu placa până la neregulată sau asemănătoare cu ac.
-
Impact: Forma particulelor influențează densitatea de ambalare a pulberii, fluxul și punctele de contact între particule. Particulele sferice, de exemplu, tind să împacheteze mai eficient și să curgă mai bine decât cele neregulate, care pot fi avantajoase în procese precum presarea uscată. Formele neregulate pot duce uneori la o rezistență verde mai mare datorată interblocării mecanice.
3. Suprafață
suprafață specifică a unei pulberi ceramice se referă la suprafața totală pe unitatea de masă a pulberii. Este invers proporțional cu dimensiunea particulelor; Particulele mai mici au o suprafață specifică mai mare.
-
Impact: O suprafață specifică ridicată poate promova cinetica de sinterizare mai rapidă datorită mai multor puncte de contact și căilor de difuzie mai scurte. Cu toate acestea, poate duce, de asemenea, la creșterea aglomerării (aglomerarea particulelor) și a energiei de suprafață mai mari, ceea ce face ca pulberea să fie mai reactivă și potențial mai dificil de manevrat. Chimia de suprafață și speciile adsorbite joacă, de asemenea, un rol semnificativ aici.
4. Compoziție chimică și puritate
Compoziție chimică de pulbere ceramică își dictează natura fundamentală, determinând structura cristalului, tipul de legătură și proprietățile inerente. Puritate se referă la absența impurităților nedorite.
-
Impact: Chiar și cantități de impurități pot modifica semnificativ comportamentul de sinterizare, microstructura și proprietățile finale ale unei ceramice. De exemplu, anumite impurități pot acționa ca inhibitori sau promotori de creștere a cerealelor sau pot forma faze secundare care slăbesc materialul sau afectează proprietățile sale electrice. Ceramica de înaltă performanță cer adesea niveluri de puritate extrem de ridicate.
5. Structura cristalului
Majoritatea pulberilor ceramice sunt cristaline, ceea ce înseamnă că atomii lor sunt aranjați într -o rețea extrem de ordonată, care se repetă. structură de cristal (de exemplu, cubic, hexagonal, tetragonal) este intrinsec compoziției chimice a materialului. Unele pulberi ceramice pot fi, de asemenea, amorfe (non-cristaline).
-
Impact: Structura cristalină determină fundamental multe dintre proprietățile ceramicii, inclusiv rezistența mecanică, expansiunea termică, conductivitatea electrică și caracteristicile optice. Polimorfismul (capacitatea unui material de a exista în mai multe structuri de cristal) este de asemenea importantă, deoarece transformările de fază în timpul procesării pot avea impact asupra microstructurii și proprietăților finale.
6. Densitate (adevărată și aparentă)
Densitate adevărată (cunoscută și sub denumirea de densitate teoretică sau densitate scheletică) este densitatea materialului solid în sine, cu excepția oricăror pori. Densitate aparentă (sau densitatea în vrac) se referă la densitatea pulberii în starea sa ambalată, inclusiv golurile inter-particule.
-
Impact: Densitatea adevărată este o constantă materială. Densitatea aparentă este importantă pentru procesare, deoarece influențează umplerea mucegaiului, comportamentul de compactare și cantitatea de material necesară pentru a obține o densitate verde dorită. O densitate aparentă mai mare indică, în general, un ambalaj mai bun și mai puțină porozitate în corpul verde.
7. Fluxul și unghiul de refacere
Flux Descrie cât de ușor curge o pulbere, ceea ce este crucial pentru completarea uniformă a matriței în procese precum apăsarea. unghi de refacere este o măsură comună a fluxului, reprezentând unghiul mormântului conic format atunci când pulberea este turnată pe o suprafață plană. Un unghi mai mic de refacere indică un flux mai bun.
-
Impact: Fluxul bun asigură o densitate constantă a corpului verde și reduce defectele cauzate de distribuția inegală a pulberii. Factorii precum dimensiunea particulelor, forma, rugozitatea suprafeței și conținutul de umiditate influențează fluxul.
8. Agglomerare
Aglomerare Se referă la tendința particulelor ceramice individuale de a se lipi, formând grupuri mai mari. Acestea pot fi aglomerate moi (slab legate) sau aglomerate dure (puternic legate).
-
Impact: Aglomeratele dure sunt deosebit de problematice, deoarece pot persista prin procesare, ceea ce duce la variații de densitate localizată, pori și, în final, defecte din ceramica finală. Dispersarea aglomeratelor este o provocare cheie în procesarea ceramică și necesită adesea agenți de frezare sau dispersie.
