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【技術(shù)分享】 氧化物陶瓷的熱處理工藝

來(lái)源:廣州領(lǐng)拓儀器科技有限公司   2025年03月25日 17:08  


先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷


先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶因具有高強(qiáng)度、高韌性、高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕和化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能,已逐步成為航天航空、新能源、電子信息、汽車、冶金、化工等工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。在耐磨部件的研制中,已有越來(lái)越多的金屬部件被結(jié)構(gòu)陶瓷所取代,并顯著提高了設(shè)備的使用壽命。在軍事裝備方面,結(jié)構(gòu)陶瓷可用作窗口材料,制作火箭噴管等;在電子和通信領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)陶瓷是重要的基板材料、封裝材料和光纖接頭材料;在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,結(jié)構(gòu)陶瓷良好的生物相容性使其在人體骨骼和牙齒的修補(bǔ)中獲得了廣泛應(yīng)用;在涂層和隔熱方面,高性能結(jié)構(gòu)陶瓷也充分顯示它的作用。

根據(jù)材料化學(xué)組成,先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷又可以分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷以及其他新型結(jié)構(gòu)陶瓷。不同類型的結(jié)構(gòu)陶瓷在制備時(shí)有些許差異,比如氧化物陶瓷燒結(jié)工藝和碳化硅燒結(jié)的區(qū)別是前者在大氣下燒結(jié),后者需要通惰性氣氛。

氧化物陶瓷制備

排膠燒結(jié)及應(yīng)注意事項(xiàng)

排膠燒結(jié)過(guò)程

氧化物陶瓷的排膠是一個(gè)要求很高的工藝,因?yàn)闀?huì)釋放出碳?xì)浠衔?,受相?yīng)的濃度的影響,會(huì)在爐內(nèi)形成可燃混合物,因此需要不斷通入新鮮空氣將碳?xì)浠衔镏脫Q出來(lái)。新鮮空氣預(yù)熱后的通過(guò)導(dǎo)流孔持續(xù)不斷地進(jìn)入爐膛,保證低溫段的溫度均勻性,樣品能充分接觸到氣流。在爐溫升高排膠過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣,經(jīng)尾氣燃燒火炬催化后排放。排膠結(jié)束后,爐子繼續(xù)升溫至燒結(jié)溫度進(jìn)一步燒結(jié)優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

圖片

         1:熱力排膠:去除大部分碳?xì)浠衔铮ㄓ袡C(jī)物)

         2-3:進(jìn)一步去除殘余有機(jī)物,粉末開始預(yù)燒結(jié)

         4-5:燒結(jié)工藝,優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)


 排膠時(shí)應(yīng)注意

  • 對(duì)新鮮空氣預(yù)熱,并調(diào)節(jié)預(yù)熱溫度,適應(yīng)不同的粘合劑

  • 控溫精確,關(guān)注排膠時(shí)最高溫度,一般為600°C

  • 輸入大流量新鮮空氣:1000/2000/3000 l/min,滿足不同裝載量和有機(jī)物含量

  • 控制爐膛內(nèi)微正壓的狀態(tài)

  • 排膠工藝檢測(cè),提示排膠是否完成

  • 安全裝置和尾氣處理,處理?yè)]發(fā)的有機(jī)物

燒結(jié)時(shí)應(yīng)注意溫度均勻性

溫度均勻性是燒結(jié)過(guò)程中非常重要的因素,對(duì)燒結(jié)效果和氧化物陶瓷品質(zhì)的影響非常大。如果溫度分布不均勻,會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域的溫度過(guò)高或過(guò)低,從而影響燒結(jié)成型的效果,導(dǎo)致燒結(jié)不充分、開裂、變形、質(zhì)量不穩(wěn)定等問(wèn)題。一般而言,加熱面越多,溫度均勻性越好。

 卡博萊特蓋羅布排膠燒結(jié)一體爐


HTF箱式爐適用于大氣環(huán)境中進(jìn)行熱處理工藝,也可以提供額外的氣體供應(yīng),可實(shí)現(xiàn)非嚴(yán)格意義上的可控氣氛。非氣密的結(jié)構(gòu),爐膛內(nèi)會(huì)始終保持一定的氧含量,是燒結(jié)陶瓷和氧化物陶瓷的理想選擇。




圖片

溫度:最高1800 °C

爐型:HTF箱式爐

爐膛結(jié)構(gòu)、爐體和選配:

  • 8根硅鉬棒加熱元件垂直懸掛安裝

  • 三面加熱,優(yōu)化溫度均勻性

  • 垂直電動(dòng)上開門

  • 控制器安裝在擺臂上,免受爐體熱量影響

  • 排膠工藝套件:新鮮空氣預(yù)熱和獨(dú)立控溫的熱電偶、主動(dòng)安全裝置

  • 尾氣處理:催化燃燒火炬,處理?yè)]發(fā)的有機(jī)物


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