Poeders zijn cruciaal voor geavanceerde keramiek. Dit blijkt duidelijk uit de manier waarop mensen geavanceerde keramiek definiëren.
De algemene definitie van geavanceerde keramiek is: ze gebruiken zeer zuivere, ultrafijne, door de mens gemaakte of geselecteerde anorganische verbindingen als hun grondstoffen. Ze hebben nauwkeurige chemisch samenstellingen, productie- en verwerkingsmethoden. Ze hebben ook een nauwkeurig structureel ontwerp. Ze hebben uitstekende mechanische, akoestische, optische en thermische eigenschappen. Keramiek heeft elektrische, biologische en andere eigenschappen. Ze zijn oxiden of niet-oxiden. Ze zijn gemaakt van metalen (zoals Al, Zr en Ca) en niet-metalen (zoals O, C, Si en B). Ze bestaan uit ionische bindingen en covalente bindingen. Gecoördineerde gebonden keramische materialen.
Chemische stoffen bestaan uit twee cruciale componenten. Ze hebben een hoge zuiverheid en een nauwkeurige verhouding.
Wat betreft zuiverheid. De aanwezigheid van onzuiverheden kan soms de prestaties van producten ernstig beïnvloeden. Onzuiverheden zoals silicium, calcium, ijzer, natrium en kalium komen bijvoorbeeld vaak voor in aluminiumoxide met een hoge zuiverheid. IJzeronzuiverheden zullen het gesinterde materiaal zwart maken. Natrium- en kaliumonzuiverheden zullen de elektrische eigenschappen ervan aantasten. Ze zullen ze nog erger maken. De laatste twee onzuiverheden zorgen ervoor dat de korrels van het materiaal tijdens het sinteren abnormaal groeien. Bij transparant keramiek is de impact van onzuiverheden nog groter. De onzuiverheden in keramisch poeder veroorzaken de “blindheid” van transparant keramiek. Dit komt omdat onzuiverheden de tweede fase zijn. Ze verschillen sterk van de optische eigenschappen van het keramische lichaam. Ze veroorzaken vaak verstrooiing en absorptie, waardoor het licht dat keramiek doorlaat aanzienlijk wordt verminderd. Zuurstofverontreinigingen kunnen de thermische geleidbaarheid van nitridekeramiek verminderen. Voorbeelden hiervan zijn siliciumnitride en aluminiumnitride.
Qua verhouding. In keramische productieformules is er meestal geen behoefte aan een “ultrazuiver” enkelvoudig component. Maar er worden vaak extra materialen toegevoegd, zoals sinterhulpmiddelen. In dit geval is nauwkeurige dosering een basisbehoefte. Verschillende chemische samenstellingen en inhoud hebben een beslissende invloed op de productprestaties.
Fase samenstelling
Het poeder moet passen bij de fase van het product. Deze mag tijdens het sinteren niet veranderen. Soms kan een faseverandering keramiek helpen verdichten. Maar in de meeste gevallen belemmert het het sinteren.
Deeltjesgrootte en morfologie
Over het algemeen geldt: hoe fijner de deeltjes, hoe beter. Volgens de verstrooiingstheorie neemt de dichtheidssnelheid af naarmate de poedergrootte afneemt. Hoe kleiner de deeltjes, hoe groter de kans dat ze sinteren. Ultrafijn aluminiumnitridepoeder heeft bijvoorbeeld een hoog specifiek oppervlak. Dit zal de drijvende kracht bij het sinteren vergroten en het proces versnellen.
Keramisch poeder heeft een betere vloeibaarheid als het een regelmatige vorm heeft. Dit zal helpen bij het vormen en sinteren. Het proces creëert bolvormig poeder uit een poeder met behulp van een bindmiddel. Hieruit blijkt dat rond keramisch poeder de dichtheid van keramiek verhoogt. Het helpt bij het maken en sinteren ervan.
Uniformiteit
De gelijkmatigheid van het poeder wordt gemakkelijk over het hoofd gezien. Maar dit is belangrijker dan de voorgaande aspecten. Met andere woorden: de prestaties van de voorgaande aspecten zijn van cruciaal belang. We moeten de uniformiteit ervan zien.
Hetzelfde geldt voor deeltjesgrootte. Fijne deeltjesgrootte is belangrijk. Maar als de gemiddelde grootte slechts fijn is en de spreiding ongelijkmatig of zeer breed is. Dit zal de verwerking van keramiek ernstig schaden. Grovere deeltjes zullen in gebieden waarschijnlijk niet dicht zijn. Dit komt omdat deeltjes van verschillende groottes met verschillende snelheden sinteren. Tegelijkertijd kunnen grove deeltjes ook de kern worden voor abnormale korrelgroei. Ten slotte moet het keramiek bij een hogere temperatuur worden verdicht. Het heeft ook een ongelijkmatige microstructuur. Dit heeft een aanzienlijke impact op de prestaties.
