Dichtheid is een kernindicator voor het meten van de kwaliteit van slijtvaste keramiek, en de berekeningsformule is: Dichtheid = Massa ÷ Volume. In het hogetemperatuur sinterproces van slijtvaste keramiek verandert de massa van het groene lichaam slechts licht door de verdamping van een kleine hoeveelheid water en onzuiverheden, terwijl de volumekrimp tot meer dan 40% kan bedragen. Deze eigenschap van "lichte massaverandering en sterke volumevermindering" drijft direct een aanzienlijke toename van de dichtheid van slijtvaste keramiek aan. Daarom is volumekrimp een belangrijke factor die de toename van de dichtheid van slijtvaste keramiek aandrijft. Dus, waarom vertoont slijtvaste keramiek zo'n significante volumekrimp tijdens de sinterfase? De specifieke redenen kunnen als volgt worden samengevat:
Porie-eliminatie en gasontsnapping
De belangrijkste grondstof van slijtvaste keramiek is aluminiumoxidepoeder. Nadat het poeder door droogpersen, slipgieten en andere vormprocessen tot een groen lichaam is gevormd, is het gevuld met een groot aantal poriën – waaronder open poriën gevormd door deeltjesophoping en gesloten poriën omsloten door deeltjes. Tegelijkertijd adsorbeert het oppervlak van de poederdeeltjes ook gassen zoals lucht en waterdamp. Wanneer de sintertemperatuur stijgt tot het hogetemperatuurbereik van 1600℃, zetten de poriën in het groene lichaam uit door hitte. De oorspronkelijk geïsoleerde gesloten poriën verbinden zich geleidelijk tot poriekanalen; naarmate de temperatuur verder stijgt, ontsnappen de gassen snel langs de kanalen en worden een groot aantal poriën geleidelijk geëlimineerd. Ondertussen bewegen de aluminiumoxide-deeltjes, zonder de steun van de poriën, constant dichter bij elkaar en pakken ze strak samen onder de drijvende kracht van oppervlakte-energie, wat direct leidt tot een significante krimp in het volume van het groene lichaam, wat de basis legt voor een verhoogde dichtheid.
Waterverdamping en onzuiverheidsontleding
Zelfs met grondstoffen van hoge zuiverheid blijven er sporen van water en onzuiverheden in het poeder achter, hoewel het onzuiverheidsgehalte veel lager is dan dat van gewone grondstoffen. Tijdens het sinterverwarmingsproces verdampt het vrije water in het groene lichaam als eerste; naarmate de temperatuur verder stijgt, ondergaan de sporen van onzuiverheden zoals carbonaten en sulfaten in het poeder ontledingsreacties, waarbij ze worden omgezet in gassen zoals kooldioxide en zwaveldioxide, die vervolgens uit het groene lichaam worden verdreven. Waterverdamping en onzuiverheidsontleding verminderen niet alleen de "ineffectieve ruimte" in het groene lichaam, maar stellen de aluminiumoxide-deeltjes ook in staat om de obstructie van onzuiverheden te overwinnen, wat resulteert in een hechtere binding tussen hen, waardoor de volumekrimp verder wordt verergerd.
Deeltjesherrangschikking en structurele verdichting
Wanneer de sintertemperatuur het sinteractiviteitsbereik van het aluminiumoxidepoeder bereikt, neemt de atomaire kinetische energie van de deeltjes aanzienlijk toe en wordt hun vloeibaarheid verbeterd. In sommige lokale gebieden van het groene lichaam wordt een kleine hoeveelheid vloeibare fase gevormd door de werking van sinterhulpmiddelen. Aangedreven door zowel oppervlakte-energie als capillaire krachten migreren, glijden en herschikken de aluminiumoxide-deeltjes, waarbij ze spontaan de poriën vullen die zijn ontstaan door gasontsnapping, waterverdamping en onzuiverheidsontleding. Tegelijkertijd verandert het contact tussen deeltjes geleidelijk van puntcontact na het vormen naar oppervlaktecontact, wordt de kristalstructuur continu geoptimaliseerd en beginnen de korrels te groeien, waardoor een continu korrelgrenzennetwerk ontstaat. Dit proces dient niet alleen als de belangrijkste drijvende kracht voor volumekrimp, maar verhoogt ook aanzienlijk de dichtheid van het groene lichaam van slijtvaste keramiek, wat uiteindelijk resulteert in het eindproduct met uitstekende hardheid en slijtvastheid.
Samenvattend, tijdens het sinterproces van slijtvaste keramiek, hoewel gasontsnapping, waterverdamping en onzuiverheidsontleding kunnen leiden tot een lichte afname van de massa van het groene lichaam, is hun impact bijna verwaarloosbaar in vergelijking met de volumekrimp van maximaal 40%. Het is deze significante volumekrimp die een dramatische toename van de dichtheid van slijtvaste keramiek mogelijk maakt. Daarom is dichtheid niet alleen een belangrijke indicator voor het meten van de kwaliteit van slijtvaste keramische producten, maar ook een kernbasis voor het bepalen of de sintergraad aan de normen voldoet en of de interne structuur dicht is.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
