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氧化铝陶瓷烧结开裂如何避免?

时间:2025-04-10

  氧化铝陶瓷烧结开裂如何避免?为避免氧化铝陶瓷烧结开裂,可从原料选择、坯体制备、烧结工艺优化等方面采取措施,具体如下:

  1.原料选择

  控制纯度:选用高纯度的氧化铝粉末,减少杂质含量。例如,确保氧化铝含量在 99% 以上,避免杂质形成低熔点相,影响烧结进程与结构均匀性。

  优化粒度分布:选择粒度分布均匀的氧化铝粉末,可通过筛分或分级处理实现。使粉末粒度处于合理范围,如亚微米级到微米级,保证烧结收缩均匀。

  2.坯体制备

  保证密度均匀:采用合适的成型方法,如等静压成型,使坯体各部分密度一致。成型后可通过检测坯体不同部位的密度,及时调整工艺参数。

  合理控制成型压力:依据材料特性和坯体形状尺寸,通过试验确定成型压力。如干压成型时,压力一般控制在 10 - 50MPa,避免压力过大产生微裂纹或过小导致致密度不足。

氧化铝陶瓷件.jpg

  烧结工艺优化

  控制升温速度:在低温阶段,升温速度不宜过快,如每小时升温 5 - 10℃,以利于坯体内水分和有机物缓慢挥发。在高温阶段,适当降低升温速度,防止坯体因热应力过大而开裂。

  优化烧结温度和保温时间:根据氧化铝陶瓷的类型和配方,通过试验确定烧结温度和保温时间。如对于 95% 氧化铝陶瓷,烧结温度一般在 1600 - 1700℃,保温时间为 2 - 4 小时,避免温度过高或保温时间过长导致晶粒异常长大。

  调整冷却速度:采用缓慢冷却方式,如随炉冷却,避免快速冷却产生热应力。对于一些特殊要求的氧化铝陶瓷,可采用控制气氛冷却,进一步减少冷却过程中的应力。

  其他措施

  优化坯体设计:避免坯体形状复杂,尽量使坯体壁厚均匀,减少尖锐棱角和突变结构,以降低应力集中。对于复杂形状的坯体,可通过增加过渡圆角、渐变壁厚等方式优化设计。

  控制环境因素:保持烧结环境干燥,避免潮湿气氛影响坯体质量。同时,控制烧结炉内气氛,对于某些特殊氧化铝陶瓷,可采用还原性或中性气氛烧结,防止氧化或其他不良反应导致开裂。


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