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Cerâmica de alumina o material policristalino
Alumina é a palavra em inglês para alumina (Al2O3)
Devido à sua disponibilidade e propriedades, o Al2O3 é muito utilizado para a fabricação de componentes cerâmicos. A alumina é usada em várias modificações. O mais comumente usado para cerâmica técnica é o trigonal α-Al2O3 (corindo). A fim de produzir óxido de alumínio, a matéria-prima natural bauxita é digerida em soda cáustica usando o processo Bayer para produzir hidróxido de alumínio. Este é privado de água por sinterização ou calcinação em fornos rotativos, e o óxido de alumínio é obtido.
Devido à sua disponibilidade e propriedades, o Al2O3 é muito utilizado para a fabricação de componentes cerâmicos. A alumina é usada em várias modificações. O mais comumente usado para cerâmica técnica é o trigonal α-Al2O3 (corindo). A fim de produzir óxido de alumínio, a matéria-prima natural bauxita é digerida em soda cáustica usando o processo Bayer para produzir hidróxido de alumínio. Este é privado de água por sinterização ou calcinação em fornos rotativos, e o óxido de alumínio é obtido.
Devido à sua dureza e alta resistência ao desgaste, a alumina é frequentemente utilizada como agente de moagem ou polimento. Como a temperatura de fusão é superior a 2000 ° C, o material é ideal para uso como um material refratário. Na engenharia elétrica Al2O3 é usado por causa do baixo fator de perda dielétrica e do alto isolamento elétrico e rigidez dielétrica. As aplicações vão desde discos de vedação em torneiras até implantes e proteção balística feita de óxido de alumínio.
As propriedades do material óxido de alumínio são fortemente influenciadas pela pureza e pelo processo de fabricação. Conforme a proporção de alumina aumenta, a dureza, a resistência à corrosão, a rigidez dielétrica e a condutividade térmica do material aumentam. No entanto, a resistência ao choque térmico diminui.
A Alumina Systems GmbH utiliza dois materiais cerâmicos de acordo com a norma DIN EN 60672 devido às suas excelentes propriedades eléctricas e boa metalização: C795 com 96% Al2O3 e C799 com 99,7% Al2O3.
As propriedades do material óxido de alumínio são fortemente influenciadas pela pureza e pelo processo de fabricação. Conforme a proporção de alumina aumenta, a dureza, a resistência à corrosão, a rigidez dielétrica e a condutividade térmica do material aumentam. No entanto, a resistência ao choque térmico diminui.
A Alumina Systems GmbH utiliza dois materiais cerâmicos de acordo com a norma DIN EN 60672 devido às suas excelentes propriedades eléctricas e boa metalização: C795 com 96% Al2O3 e C799 com 99,7% Al2O3.
Produção de grânulos de cerâmica Al2O3 prensados por secagem por pulverização
Na Alumina Systems, os grânulos de alumina são preparados por secagem por pulverização. Aqui, pequenas gotas de uma suspensão de cerâmica com água e aglutinante orgânico são secas por ar quente para pellets.
A produção pode ser dividida em três etapas:
Uma vez que a secagem ocorre continuamente na chamada torre de pulverização, grandes quantidades podem ser produzidas a baixo custo e com qualidade consistente em um tempo relativamente curto.
A produção pode ser dividida em três etapas:
- Atomização da suspensão cerâmica (slip)
- Secagem num fluxo de ar temperado
- Separação dos grânulos secos do ar de secagem.
Uma vez que a secagem ocorre continuamente na chamada torre de pulverização, grandes quantidades podem ser produzidas a baixo custo e com qualidade consistente em um tempo relativamente curto.
Forma cerâmica da cerâmica Al2O3
Prensagem isostática a frio (Prensagem isostática a frio CIP)
Na prensagem isostática a frio, o granulado cerâmico é preenchido em um molde elástico denso e prensado uniformemente de todos os lados sobre a pressão da água (1000 a 2000 bar). O contorno do componente só pode ser moldado parcialmente aqui. Portanto, o produto prensado deve ainda ser trazido para a forma desejada através do processamento antes da cozedura (processamento verde).
Na prensagem isostática a frio, o granulado cerâmico é preenchido em um molde elástico denso e prensado uniformemente de todos os lados sobre a pressão da água (1000 a 2000 bar). O contorno do componente só pode ser moldado parcialmente aqui. Portanto, o produto prensado deve ainda ser trazido para a forma desejada através do processamento antes da cozedura (processamento verde).
Prensagem a seco uniaxial
A prensagem uniaxial é um processo para a produção quase em forma de rede da precisão do contorno final dos produtos em série. Os grânulos são compactados em um molde de aço, que é perfilado de acordo com a peça a ser produzida. O alto custo da ferramenta (muitas vezes feita de metal duro em cerâmica) é geralmente econômico apenas para grandes séries. A desvantagem do método em relação à prensagem isostática é a diferente compressão do compacto devido à fricção entre grânulos e ferramenta e não à compressão total.
A prensagem uniaxial é um processo para a produção quase em forma de rede da precisão do contorno final dos produtos em série. Os grânulos são compactados em um molde de aço, que é perfilado de acordo com a peça a ser produzida. O alto custo da ferramenta (muitas vezes feita de metal duro em cerâmica) é geralmente econômico apenas para grandes séries. A desvantagem do método em relação à prensagem isostática é a diferente compressão do compacto devido à fricção entre grânulos e ferramenta e não à compressão total.
Processamento de formulários - processamento verde de cerâmica de óxido
Após a prensagem, a Alumina Systems normalmente faz a ecologização. Muitas vezes, nem todos os detalhes, tais como ranhuras ou furos perpendiculares à direção uniaxial de prensagem, do componente podem ser visualizados pela prensagem. É por isso que o processamento é realizado através de torneamento, fresagem e furação com ferramentas diamantadas. Embora a força do corpo verde seja comparável à de um pedaço de giz, as partículas de alumina são ainda muito duras e abrasivas.
Um corpo verde ou corpo verde refere-se a um branco cerâmico não queimado, que ainda é fácil de trabalhar. O blank contém não apenas o pó cerâmico, mas também os ligantes necessários para colar as partículas de cerâmica durante a prensagem. O processamento está feito.
Um corpo verde ou corpo verde refere-se a um branco cerâmico não queimado, que ainda é fácil de trabalhar. O blank contém não apenas o pó cerâmico, mas também os ligantes necessários para colar as partículas de cerâmica durante a prensagem. O processamento está feito.
Queima = sinterização da cerâmica refratária de alumina
Sinterização ou queima de cerâmica de alta temperatura Al2O3.
O termo sinterização de cerâmica de alumina de alta temperatura refere-se à solidificação e densificação de um corpo verde a um material denso por altas temperaturas (1500 a 2000 ° C). Neste caso, os grãos de cerâmica não devem derreter completamente, para que a forma exterior se mantenha. A compactação deve conduzir à retracção mais uniforme e reprodutível do componente.
O componente é cerca de 20% menor pelo fogo. No entanto, deve ser um componente denso e sem fissuras. A força motriz é a minimização da energia superficial e interfacial através do crescimento de grãos e retração de poros. Isto significa que as partículas de cerâmica se fundem e assim preenchem os interstícios. Ao mesmo tempo, você se aproxima, o que torna o componente globalmente menor. Está a diminuir. Devido à alta retração da cerâmica, muito esforço deve ser feito para manter as tolerâncias de fabricação pequenas. A Alumina Systems ainda consegue manter as tolerâncias abaixo de 1% na série.
O termo sinterização de cerâmica de alumina de alta temperatura refere-se à solidificação e densificação de um corpo verde a um material denso por altas temperaturas (1500 a 2000 ° C). Neste caso, os grãos de cerâmica não devem derreter completamente, para que a forma exterior se mantenha. A compactação deve conduzir à retracção mais uniforme e reprodutível do componente.
O componente é cerca de 20% menor pelo fogo. No entanto, deve ser um componente denso e sem fissuras. A força motriz é a minimização da energia superficial e interfacial através do crescimento de grãos e retração de poros. Isto significa que as partículas de cerâmica se fundem e assim preenchem os interstícios. Ao mesmo tempo, você se aproxima, o que torna o componente globalmente menor. Está a diminuir. Devido à alta retração da cerâmica, muito esforço deve ser feito para manter as tolerâncias de fabricação pequenas. A Alumina Systems ainda consegue manter as tolerâncias abaixo de 1% na série.
Envidraçamento da cerâmica de engenharia Al2O3
Uma cerâmica tem uma certa rugosidade superficial, que pode promover a sujidade.
Ao aplicar um esmalte, a superfície é alisada. Melhora muitas propriedades como comportamento elétrico, resistência mecânica e resistência química.
As cerâmicas também são envidraçadas para aumentar a resistência do componente através de uma tensão de compressão na superfície. Ao mesmo tempo, a superfície lisa minimiza a contaminação e o molhamento por líquidos. Como resultado, as correntes de fuga associadas são reduzidas.
O envidraçamento é feito em dois passos. A suspensão de esmalte é pulverizada sobre a cerâmica de alumina da Alumina Systems. Após a secagem, o esmalte é cozido a cerca de 1400 ° C. Como o esmalte contrai mais durante o resfriamento, como a cerâmica, as tensões de compressão desejadas se desenvolvem na superfície.
Ao aplicar um esmalte, a superfície é alisada. Melhora muitas propriedades como comportamento elétrico, resistência mecânica e resistência química.
As cerâmicas também são envidraçadas para aumentar a resistência do componente através de uma tensão de compressão na superfície. Ao mesmo tempo, a superfície lisa minimiza a contaminação e o molhamento por líquidos. Como resultado, as correntes de fuga associadas são reduzidas.
O envidraçamento é feito em dois passos. A suspensão de esmalte é pulverizada sobre a cerâmica de alumina da Alumina Systems. Após a secagem, o esmalte é cozido a cerca de 1400 ° C. Como o esmalte contrai mais durante o resfriamento, como a cerâmica, as tensões de compressão desejadas se desenvolvem na superfície.
Lixamento - Usinagem dura de cerâmica de alumina
Usinagem dura em componentes queimados, que já foram aproximados o mais possível de suas dimensões finais através de prensagem e usinagem verde. As tolerâncias mais apertadas podem ser alcançadas através da moagem. As ferramentas diamantadas são aqui utilizadas devido à grande dureza dos óxidos de alumínio.
Devido à baixa taxa de remoção de material - aproximadamente 50 vezes inferior à do aço de retificação - os custos da cerâmica de usinagem dura são muitas vezes muito altos. Portanto, a Alumina Systems tenta sempre minimizar esta etapa do processo no interesse do cliente.
Devido à baixa taxa de remoção de material - aproximadamente 50 vezes inferior à do aço de retificação - os custos da cerâmica de usinagem dura são muitas vezes muito altos. Portanto, a Alumina Systems tenta sempre minimizar esta etapa do processo no interesse do cliente.