Keramiske pulvere , også kendt som Keramiske partikler eller Fin splittede keramiske materialer , danner de grundlæggende byggesten til en lang række avancerede keramiske produkter. Deres unikke kombination af fysiske og kemiske egenskaber dikterer de endelige egenskaber ved fremstillet keramik, hvilket påvirker alt fra deres mekaniske styrke og termiske modstand mod deres elektriske ledningsevne og optiske gennemsigtighed. At forstå disse grundlæggende egenskaber er afgørende for materialer forskere, ingeniører og producenter, der er involveret i design og produktion af keramiske komponenter.
1. partikelstørrelse og distribution
En af de mest kritiske egenskaber ved keramisk pulver er dens partikelstørrelse . Dette henviser til den gennemsnitlige diameter af de individuelle partikler i pulveret. Pulvere kan variere fra nanometre (nanopowders) til flere titusinder af mikrometer. Tæt beslægtet er Partikelstørrelsesfordeling (PSD) , der beskriver området af partikelstørrelser, der er til stede i en given prøve.
-
Indflydelse: En mindre gennemsnitlig partikelstørrelse fører generelt til højere grøn densitet (densiteten af det ubrindende keramiske legeme) og giver mulighed for lavere sintringstemperaturer. En smal partikelstørrelsesfordeling (mere ensartede partikler) foretrækkes ofte, da den fremmer mere homogen pakning, reducerer defekter og fører til mere konsistente endelige egenskaber efter sintring. Brede fordelinger kan føre til differentiel krympning under fyring og øget porøsitet.
2. partikelform
De Formen af keramiske partikler kan variere markant, lige fra sfærisk, ligestilling (omtrent lige store dimensioner i alle retninger) og pladelignende til uregelmæssig eller nållignende.
-
Indflydelse: Partikelform påvirker pulverpakningstæthed, strømningsevne og kontaktpunkterne mellem partikler. Sfæriske partikler har for eksempel en tendens til at pakke mere effektivt og flyde bedre end uregelmæssige, hvilket kan være fordelagtigt i processer som tør presning. Uregelmæssige former kan imidlertid undertiden føre til større grøn styrke på grund af mekanisk sammenkobling.
3. overfladeareal
De specifikt overfladeareal af et keramisk pulver henviser til det samlede overfladeareal pr. Masse af pulveret. Det er omvendt proportionalt med partikelstørrelse; Mindre partikler har et større specifikt overfladeareal.
-
Indflydelse: Et højt specifikt overfladeareal kan fremme hurtigere sintringskinetik på grund af flere kontaktpunkter og kortere diffusionsstier. Imidlertid kan det også føre til øget agglomeration (klumpning af partikler) og højere overfladeenergi, hvilket gør pulveret mere reaktivt og potentielt vanskeligere at håndtere. Overfladekemi og adsorberede arter spiller også en betydelig rolle her.
4. Kemisk sammensætning og renhed
De Kemisk sammensætning af keramisk pulver dikterer dens grundlæggende karakter og bestemmer dens krystalstruktur, bindingstype og iboende egenskaber. Renhed henviser til fraværet af uønskede urenheder.
-
Indflydelse: Selv spormængder af urenheder kan ændre sintringsadfærd, mikrostruktur og endelige egenskaber markant. For eksempel kan visse urenheder fungere som kornvækstinhibitorer eller promotorer, eller de kan danne sekundære faser, der svækker materialet eller påvirker dets elektriske egenskaber. Keramik med høj ydeevne kræver ofte ekstremt høje renhedsniveauer.
5. Krystalstruktur
De fleste keramiske pulvere er krystallinske, hvilket betyder, at deres atomer er arrangeret i en meget ordnet, gentagne gitter. De krystalstruktur (f.eks. Kubik, hexagonal, tetragonal) er iboende for materialets kemiske sammensætning. Nogle keramiske pulvere kan også være amorfe (ikke-krystallinske).
-
Indflydelse: Krystallstrukturen bestemmer grundlæggende mange af keramiske egenskaber, herunder dens mekaniske styrke, termisk ekspansion, elektrisk ledningsevne og optiske egenskaber. Polymorfisme (et materiales evne til at eksistere i mere end en krystalstruktur) er også vigtig, da fasetransformationer under behandling kan påvirke den endelige mikrostruktur og egenskaber.
6. Densitet (sandt og tilsyneladende)
Ægte densitet (Også kendt som teoretisk densitet eller knogletæthed) er tætheden af selve det faste materiale, eksklusive porer. Tilsyneladende densitet (eller bulkdensitet) henviser til densiteten af pulveret i dets pakket tilstand, inklusive mellempartikel-hulrum.
-
Indflydelse: Ægte densitet er en materiel konstant. Tilsyneladende densitet er vigtig for behandlingen, da det påvirker formfyldning, komprimeringsadfærd og mængden af materiale, der kræves for at opnå en ønsket grøn densitet. En højere tilsyneladende densitet indikerer generelt bedre pakning og mindre porøsitet i den grønne krop.
7. Flowbarhed og vinkelvinkel
Flowbarhed Beskriver, hvor let et pulver flyder, som er afgørende for ensartet matriserfyldning af processer som presning. De vinkel på hvile er et almindeligt mål for strømningsevne, der repræsenterer vinklen på den koniske bunke dannet, når pulver hældes på en flad overflade. En mindre vinkel på repose indikerer bedre strømningsevne.
-
Indflydelse: God strømningsevne sikrer ensartet grøn kropstæthed og reducerer defekter forårsaget af ujævn pulverfordeling. Faktorer som partikelstørrelse, form, overfladegruppe og fugtindhold påvirker strømningsevnen.
8. Agglomeration
Agglomeration Henviser til tendensen hos individuelle keramiske partikler til at klæbe sammen og danne større klynger. Disse kan være bløde agglomerater (svagt bundet) eller hårde agglomerater (stærkt bundet).
-
Indflydelse: Hårdt agglomerater er især problematiske, da de kan fortsætte gennem forarbejdning, hvilket fører til lokaliserede densitetsvariationer, porer og i sidste ende defekter i den endelige keramik. Spredning af agglomerater er en vigtig udfordring i keramisk behandling og kræver ofte fræsnings- eller spredningsmidler.
