Aluminiumoxidkeramik wird bei einer Temperatur von 1450 bis 1800 ° C gesintert, die Aluminiumoxid als Hauptrohstoff und 6 bis 30 % Sinterzusätze wie Ton, MgO, CaO, TiO enthält.

Je reiner Tonerdekeramiken sind , desto bessere Leistungen können erzielt werden, jedoch wird die Herstellung von Tonerdekeramiken mit steigendem Aluminiumoxidanteil auch schwieriger.

Reine Aluminiumoxidkeramik kann bis zu einer Temperatur von 800℃ verwendet werden und zeigt die höchste mechanische Festigkeitsleistung unter allen Oxidkeramiken, außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit hoch und die Temperaturwechselbeständigkeit ist stark.

Verschiedene Sinterverfahren von Aluminiumoxidkeramik

• Sintern bei Atmosphärendruck

Das Sintern von Aluminiumoxid-Keramik bei Atmosphärendruck bezieht sich auf das Verfahren, bei dem die Aluminiumoxid-Grünkörper bei normalem Druck gesintert werden.

Dieses Sinterverfahren erfordert eine hohe Ofentemperatur, was hohe Anforderungen an den Ofen und eine große Energieverschwendung bedeutet.

• Sintern durch Heißpressen

Die erforderliche Sintertemperatur des Heißpresssinterverfahrens ist niedriger als die des Atmosphärendrucksinterns. Darüber hinaus kann die Dichte von gesinterten Aluminiumoxid-Keramikprodukten nach dem Heißpresssintern theoretisch bis zu 99 % erreichen.

Dieses Sinterverfahren ist vergleichsweise einfach zu bewerkstelligen, da es das Pulver direkt in Formen zu füllen ist oder hauptsächlich Vorformverfahren anwendet.

• Sintern im elektrischen Feld

Bei diesem Sinterverfahren wird allgemein anerkannt, dass die Aluminiumoxid-Keramik-Grünkörper während des gesamten Prozesses in einem elektrischen Gleichfeld (DC) gesintert werden.

• Ultrahochdrucksintern

Ultrahochdrucksintern bezieht sich auf den Prozess, bei dem keramische Grünkörper aus Aluminiumoxid bei dem erforderlichen Druck von über mehreren Dutzend Gigapascal (GPa) gesintert werden.

• Atmosphärisches Sintern

Dieses Verfahren dient hauptsächlich für Aluminiumoxid-Keramikprodukte, die an der Luft schwer zu sintern sind.

Um zu verhindern, dass die Produkte oxidieren, wird empfohlen, die Ofenkammer mit geeigneten Gasen zu füllen, um eine erforderliche Atmosphäre zu schaffen, in der der Sinterprozess abgeschlossen werden kann.

Drei Stufen des Sinterofens

• Ofentemperatur-Aufheizphase

Es ist entscheidend, die Ofentemperatur in diesem Stadium zu kontrollieren. Der Grünkörper aus Tonerdekeramik schrumpft durch die kontinuierlich steigende Ofentemperatur, ändert aber grundsätzlich seine Dichte und Festigkeit nicht. Es wurde jedoch gefunden, dass die Kristallkorngröße tatsächlich verändert wurde, wenn sie durch Mikroskopie beobachtet wurde.

Während der Aufheizphase der Ofentemperatur besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass der Grünkörper aus Aluminiumoxidkeramik reißt, wenn seine Feuchtigkeit und sein Bindemittel verdampfen, daher ist es besonders wichtig, die Ofentemperatur in einem geeigneten Bereich zu steuern.

• Stufe zum Halten der Ofentemperatur

Obwohl sich die Ofentemperatur während dieser Phase des Sinterprozesses leicht ändert, setzt sich die Schrumpfung des keramischen Grünkörpers fort und die Änderung seiner Dichte ist offensichtlich.

Unter der mikroskopischen Beobachtung von kristallinen Körnern ändert sich die Korngröße nicht deutlich und der Zustand der Körner verwandelt sich in eine Ablösung zwischen den Teilchen, so dass die Poren kleiner werden.

Darüber hinaus bleiben das Reißen und Verformen von Aluminiumoxid-Keramik-Grünkörpern während der gesamten Phase aufgrund der offensichtlichen Änderung ihres Volumens bestehen.

• Abkühlphase des Ofens

Die letzte Phase des Sinterprozesses ist die Abkühlphase des Ofens, die eine große Änderung der Ofentemperatur zeigt. Außerdem ändert sich in diesem Stadium offensichtlich auch die Dichte des keramischen Grünkörpers.

Unabhängig von der mikroskopischen oder visuellen Beobachtung kann ein dramatisches Kornwachstum beobachtet werden. Die Hohlräume zwischen den Körnern verringern sich und viele einzelne Poren werden gebildet, daher erscheinen zahlreiche Poren auf der Kornoberfläche.