1. A influência do pó da matéria-prima
A matéria-prima mais importante para cerâmicas de alumina resistentes ao desgaste é o pó de alumina de alta pureza. Seu desempenho e composição influenciam significativamente a resistência ao desgaste dessas cerâmicas. O pó cerâmico inevitavelmente introduz impurezas durante o processo de preparação, sendo que as impurezas orgânicas são queimadas durante a sinterização, formando poros irregulares durante a densificação; as impurezas inorgânicas reagem com o pó cerâmico em altas temperaturas ou na matriz, formando microfissuras. Essas impurezas afetam consideravelmente a densificação da cerâmica de alumina. O tamanho das partículas do pó da matéria-prima também influencia bastante o desempenho do produto. Somente quando a matéria-prima é suficientemente fina, o produto sinterizado final consegue formar uma estrutura microcristalina, o que lhe confere boa resistência ao desgaste. Portanto, pós de alumina de alta pureza e granulometria fina são um pré-requisito fundamental para a preparação de cerâmicas de alumina resistentes ao desgaste.
2. Influência do método de moldagem
A prática de produção e um grande número de estudos demonstraram que as cerâmicas de alumina de baixa porosidade e alta densidade possuem excelentes propriedades estruturais. A alta densidade significa que os grãos cristalinos no corpo cerâmico estão dispostos de forma compacta, e não é fácil o desenvolvimento de um ponto de ruptura destrutivo quando submetidos a cargas ambientais externas ou substâncias corrosivas.
Para obter corpos cerâmicos de alta densidade, o método de moldagem é crucial. As cerâmicas de alumina resistentes ao desgaste podem ser geralmente formadas por prensagem a seco, prensagem isostática, fundição a quente e outros métodos. Diferentes métodos de sinterização apresentam características distintas e exercem efeitos diferentes sobre as propriedades de sinterização e a microestrutura das cerâmicas de alumina.
Produtos com formatos variados são geralmente processados por injeção de argamassa ou moldagem por prensagem a quente, enquanto produtos com formatos simples são moldados por prensagem a seco.
3. Efeito de sinterização
A sinterização é uma etapa fundamental na preparação de cerâmicas, e a atmosfera de sinterização exerce grande influência sobre o processo. Temperaturas de queima excessivamente altas ou tempos de manutenção muito longos promovem o crescimento de cristais, fazendo com que matérias-primas finas se transformem em grãos grosseiros em altas temperaturas, além de aumentar o teor de fase líquida. Isso não só reduz a resistência mecânica, como também a resistência ao desgaste. Por outro lado, se a temperatura for muito baixa, o corpo sinterizado não será denso e a resistência ao desgaste do produto será comprometida.
Um excelente forno de sinterização elétrica permite o controle preciso dos processos de aquecimento, manutenção da temperatura e resfriamento, o que desempenha um papel importante na melhoria da resistência ao desgaste de cerâmicas. No entanto, o custo de sinterização e o consumo de material refratário em fornos elétricos são maiores do que em fornos a carvão.
4. Acelerador de combustão
O uso de aditivos de sinterização adequados reduz a temperatura durante o processo, melhora a microestrutura da cerâmica e suas propriedades mecânicas, aumentando assim a resistência ao desgaste da cerâmica de alumina.
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Data da publicação: 28 de maio de 2023