Uzlabotai keramikai to dažādās īpašības ir atkarīgas ne tikai no materiāla ķīmiskā sastāva, bet arī no materiāla mikrostruktūras. Parasti materiāla ķīmiskais sastāvs ir fiksēts, savukārt tā mikrostruktūru var mainīt saķepināšanas ceļā.
Saķepināšanas definīcija
Saķepināšana ir process, kurā saspiests pulveris, uzkarsējot līdz noteiktai temperatūrai (zem materiāla kušanas temperatūras), sāk sarukt un pārvēršas blīvā, stiprā saķepinātā ķermenī. Saķepināšana ir kritisks solis uzlabotas keramikas ražošanā, un saķepināšanas krāsns darbībai ir izšķiroša ietekme uz galaprodukta kvalitāti.
Keramikas zaļo ķermeņu saķepināšanas process
Zaļš korpuss:Keramikas zaļais korpuss sastāv no daļiņām, kas saskaras viena ar otru.
Saķepināšanas sākuma stadija:Augstas{0}}temperatūras saķepināšanas laikā materiāls aizpilda kakliņus un poras starp daļiņām, izraisot kakliņu pakāpenisku palielināšanos. Plašas saskares saskarnes starp daļiņām izraisa nepārtrauktu saķepināšanas produktu saraušanos un poru samazināšanos, tādējādi palielinot blīvumu. Graudu savienojumos paliek nelielas izolētas poras, un faktiskais saķepinātā ķermeņa blīvums sasniedz vairāk nekā 90% no teorētiskā blīvuma.
Saķepināšanas vēlīnā stadija:Materiāls pie graudu robežām nepārtraukti izkliedējas porās, vēl vairāk palielinot keramikas materiāla blīvumu. Vienmērīga graudu augšana izraisa poru migrāciju kopā ar graudu robežām, līdz tiek iegūts ļoti blīvs keramikas materiāls. Graudu augšanas laikā vēlīnā saķepināšanas stadijā graudu robežu migrācijas ātrums var pārsniegt poru migrācijas ātrumu, izraisot poru atdalīšanu no graudu robežām un pēc tam iesprostot graudos.
Jāatzīmē, ka progresīvās keramikas saķepināšanas laikā poras zaļajā korpusā pakāpeniski samazinās, un piedevu komponenti pazūd. Saķepināšanas gaitā uzlabojas saķeres stiprība starp daļiņām un uzlabotā keramikas materiāla vispārējā mehāniskā izturība.
Keramikas saķepināšanas krāšņu klasifikācija
Lai iegūtu keramikas materiālus ar izcilām īpašībām, nepieciešams izvēlēties atbilstošu aglomerācijas krāsns veidu un parametrus, kā arī pareizi darbināt un uzturēt krāsni.
(1) Klasifikācija pēc spiediena apstākļiem (visbiežāk)
(Piezīme. Sākotnējā tekstā zem šī punkta ir norādīta tabula, bet tabulas saturs nav sniegts. Šeit ir tulkots tikai virsraksts.)
(2) Klasifikācija pēc karsēšanas metodes
① Apsildāmās krāsns{0}}izturība:Visbiežāk izmanto; sildelementi ietver MoSi₂, SiC, grafītu utt.; temperatūra var sasniegt 1800-2200 grādus.
② Indukcijas{0}}apsildāmā krāsns:Izmanto elektromagnētisko indukcijas sildīšanu; ātra apkure, augsta efektivitāte; piemērots vadošiem materiāliem vai keramikai, kas satur vadošu fāzi.
③ Mikroviļņu saķepināšanas krāsns:Izmanto mikroviļņu tilpuma sildīšanas efektu, ģenerējot siltumu no materiāla molekulām, lai panāktu ātru, vienmērīgu sildīšanu. Atkarībā no mikroviļņu pielietojuma veida šajā kategorijā ietilpst saķepināšana ar mikroviļņu karsēšanu, mikroviļņu plazmas saķepināšana utt.
④ Dzirksteles plazmas saķepināšanas (SPS) krāsns:Izmanto impulsa lielu{0}}strāvu, kas iet caur pulvera daļiņām, lai radītu izlādes plazmu, panākot īpaši ātru, zemas{2}}temperatūras saķepināšanu momentānā augstas-temperatūras un augsta{4}}spiediena laukā. Plaši izmanto materiālu izpētē un jaunu sakausējumu, kompozītmateriālu un funkcionāli šķirotu materiālu ražošanā.
(3) Klasifikācija pēc ražošanas metodes
① Partiju krāsnis (mufeļkrāsnis, kastes krāsnis, zvanu krāsnis):Piemērots mazu{0}}partiju, vairāku šķirņu{1}}ražošanai; augsta elastība.
② Nepārtrauktās krāsnis (rullīšu krāsnis, stūmējkrāsnis, tuneļkrāsnis):Piemērots liela mēroga{0}}rūpnieciskai ražošanai; augsta efektivitāte un laba konsistence.
③ Īpaša{0}}nolūka krāsnis (LTCC paredzētas krāsnis, zobārstniecības keramikas krāsnis, 3D drukāšanas keramikas krāsnis):Paredzētas konkrētiem procesiem, piemēram, LTCC krāsnīm nepieciešama precīza atsaistīšanas un līdz{2}}dedzināšanas kontrole.