粉末は先端セラミックスにとって極めて重要です。これは、先端セラミックスの定義を見れば明らかです。
先端セラミックスの一般的な定義は、高純度、超微細、人工または選択された無機化合物を原料として使用することです。精密な 化学薬品 セラミックは、組成、製造、処理方法に特徴があります。また、精密な構造設計も備えています。優れた機械的、音響的、光学的、熱的特性を備えています。セラミックには、電気的、生物学的、その他の特性があります。酸化物または非酸化物です。金属 (Al、Zr、Ca など) と非金属 (O、C、Si、B など) からできています。イオン結合と共有結合で構成されています。配位結合セラミック材料。
化学物質には 2 つの重要な成分があります。それらは純度が高く、正確な比率を持っています。
純度について。不純物の存在は、製品の性能に重大な影響を及ぼすことがあります。たとえば、高純度アルミナには、シリコン、カルシウム、鉄、ナトリウム、カリウムなどの不純物がよく含まれています。鉄の不純物は、焼結材料を黒くします。ナトリウムとカリウムの不純物は、その電気特性を損ないます。それらはそれらを悪化させます。最後の2つの不純物は、焼結中に材料の粒子が異常に成長する原因となります。透明セラミックに関しては、不純物の影響はさらに大きくなります。セラミック粉末中の不純物は、透明セラミックの「盲目」を引き起こします。これは、不純物が第2相であるためです。それらはセラミック体の光学特性とは大きく異なります。それらはしばしば散乱と吸収を引き起こし、セラミックが通過する光を大幅に減らします。酸素不純物は、窒化物セラミックの熱伝導率を低下させる可能性があります。例としては、窒化ケイ素と窒化アルミニウムがあります。
比率に関して。セラミック製造の配合では、通常、「超純粋」な単一成分は必要ありません。ただし、焼結助剤などの追加材料が追加されることがよくあります。この場合、正確な比率が基本的な要件です。異なる化学組成と含有量は、製品の性能に決定的な影響を及ぼします。
相構成
粉末は製品の相と一致する必要があります。焼結中に相が変化してはなりません。相の変化によってセラミックの密度が高まる場合もありますが、ほとんどの場合、焼結を妨げます。
粒子サイズと形態
一般的に、粒子は細かいほど良いです。散乱理論によると、粉末のサイズが小さくなるにつれて密度速度は低下します。粒子が小さいほど、焼結する可能性が高くなります。たとえば、超微細窒化アルミニウム粉末は比表面積が大きいため、焼結の駆動力が高まり、プロセスが高速化されます。
セラミック粉末は、規則的な形状にすると流動性が向上します。これにより、成形と焼結が容易になります。このプロセスでは、バインダーを使用して粉末から球状の粉末を作成します。これは、丸いセラミック粉末がセラミックの密度を高めることを示しています。これは、セラミックの製造と焼結に役立ちます。
均一
粉体の均一性は見落とされがちです。しかし、これは前の側面よりも重要です。言い換えれば、前の側面のパフォーマンスが鍵となります。その均一性を確認する必要があります。
同じことが 粒子サイズ. 微粒子のサイズは重要です。しかし、平均サイズが微細で、広がりが不均一または非常に広い場合、セラミックの加工に大きな悪影響を及ぼします。粗い粒子は、部分的に密になりにくいです。これは、異なるサイズの粒子が異なる速度で焼結するためです。同時に、粗い粒子は異常な粒成長の核になる可能性もあります。最後に、セラミックはより高い温度で緻密化する必要があります。また、不均一な微細構造を持っています。これは、その性能に大きな影響を与えます。