Seramik tozları , olarak da bilinir seramik parçacıklar veya İnce bölünmüş seramik malzemeler , çok çeşitli gelişmiş seramik ürünler için temel yapı taşlarını oluşturun. Fiziksel ve kimyasal özelliklerin benzersiz kombinasyonu, üretilen seramiklerin son özelliklerini belirler, her şeyi mekanik mukavemetlerinden ve termal dirençlerinden elektriksel iletkenlik ve optik şeffaflıklarına kadar etkiler. Bu temel özellikleri anlamak, seramik bileşenlerin tasarımı ve üretiminde yer alan malzeme bilim adamları, mühendisler ve üreticiler için çok önemlidir.
1. Parçacık boyutu ve dağılımı
Seramik tozunun en kritik özelliklerinden biri, partikül boyutu . Bu, toz içindeki ayrı ayrı parçacıkların ortalama çapını ifade eder. Tozlar nanometrelerden (nanopowders) birkaç on mikrometreye kadar değişebilir. Yakından ilişkili Parçacık Boyut Dağıtım (PSD) belirli bir numunede bulunan parçacık boyutlarının aralığını tanımlar.
-
Darbe: Daha küçük bir ortalama parçacık boyutu genellikle daha yüksek yeşil yoğunluğa (çekinmemiş seramik gövdenin yoğunluğuna) yol açar ve daha düşük sinterleme sıcaklıklarına izin verir. Dar bir parçacık boyutu dağılımı (daha düzgün partiküller), daha homojen ambalajı teşvik ettiği, kusurları azalttığı ve sinterlemeden sonra daha tutarlı son özelliklere yol açtığı için tercih edilir. Geniş dağılımlar, ateşleme sırasında diferansiyel büzülmeye ve gözenekliliğin artmasına neden olabilir.
2. Parçacık şekli
. seramik parçacıkların şekli Küresel, eşit (her yönde kabaca eşit boyutlar) ve plaka benzeri ila düzensiz veya iğne benzeri arasında değişen önemli ölçüde değişebilir.
-
Darbe: Parçacık şekli toz paketleme yoğunluğunu, akışlanabilirliği ve parçacıklar arasındaki temas noktalarını etkiler. Örneğin küresel parçacıklar, kuru presleme gibi işlemlerde avantajlı olabilen düzensiz olanlardan daha verimli bir şekilde paketleme ve daha iyi akma eğilimindedir. Bununla birlikte, düzensiz şekiller bazen mekanik birbirine geçme nedeniyle daha fazla yeşil mukavemete yol açabilir.
3. Yüzey alanı
. Özel yüzey alanı bir seramik tozu, tozun birim kütlesi başına toplam yüzey alanını ifade eder. Parçacık boyutu ile ters orantılıdır; Daha küçük parçacıklar daha büyük bir spesifik yüzey alanına sahiptir.
-
Darbe: Yüksek spesifik bir yüzey alanı, daha fazla temas noktası ve daha kısa difüzyon yolları nedeniyle daha hızlı sinterleme kinetiğini teşvik edebilir. Bununla birlikte, aynı zamanda artan aglomerasyona (parçacıkların toplanmasına) ve daha yüksek yüzey enerjisine yol açabilir, bu da tozun daha reaktif ve işlenmesi potansiyel olarak daha zor hale getirir. Yüzey kimyası ve adsorbe edilmiş türler de burada önemli bir rol oynamaktadır.
4. Kimyasal bileşim ve saflık
. kimyasal bileşim seramik tozu, kristal yapısını, bağlanma tipini ve doğal özelliklerini belirleyerek temel doğasını belirler. Saflık istenmeyen safsızlıkların yokluğunu ifade eder.
-
Darbe: Eser miktarda safsızlık bile bir seramikin sinterleme davranışını, mikro yapısını ve nihai özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir. Örneğin, bazı safsızlıklar tahıl büyüme inhibitörleri veya promotörler olarak hareket edebilir veya malzemeyi zayıflatan veya elektriksel özelliklerini etkileyen ikincil fazlar oluşturabilir. Yüksek performanslı seramikler genellikle son derece yüksek saflık seviyeleri gerektirir.
5. Kristal Yapı
Çoğu seramik toz kristaldir, yani atomları yüksek derecede düzenli, tekrarlayan bir kafes içinde düzenlenir. . kristal yapısı (örneğin, kübik, altıgen, tetragonal) malzemenin kimyasal bileşimine özgüdür. Bazı seramik tozları da amorf olabilir (kristal olmayan).
-
Darbe: Kristal yapı, mekanik mukavemeti, termal genleşme, elektrik iletkenliği ve optik özellikleri dahil olmak üzere seramik özelliklerinin çoğunu temel olarak belirler. Polimorfizm (bir malzemenin birden fazla kristal yapıda var olma yeteneği) de önemlidir, çünkü işleme sırasında faz dönüşümleri nihai mikroyapı ve özellikleri etkileyebilir.
6. Yoğunluk (doğru ve görünür)
Gerçek yoğunluk (teorik yoğunluk veya iskelet yoğunluğu olarak da bilinir), herhangi bir gözenek hariç, katı malzemenin kendisinin yoğunluğudur. Görünür yoğunluk (veya yığın yoğunluğu), parçacıklar arası boşluklar da dahil olmak üzere, tozun paketlenmiş durumundaki yoğunluğunu ifade eder.
-
Darbe: Gerçek yoğunluk malzeme sabitidir. Görünen yoğunluk, kalıp dolguyu, sıkıştırma davranışını ve istenen yeşil yoğunluğu elde etmek için gereken malzeme miktarını etkilediğinden işleme için önemlidir. Daha yüksek görünür yoğunluk genellikle yeşil gövdede daha iyi paketleme ve daha az gözenekliliği gösterir.
7. Akışlanabilirlik ve Durma açısı
Akış Bir tozun ne kadar kolay aktığını açıklar, bu da presleme gibi işlemlerde tek tip kalıp doldurma için çok önemlidir. . Durma açısı toz düz bir yüzeye döküldüğünde oluşan konik kazığın açısını temsil eden yaygın bir akışlanabilirlik ölçüsüdür. Daha küçük bir yaslanma açısı daha iyi akışlanabilirliği gösterir.
-
Darbe: İyi akışlanabilirlik, tutarlı yeşil vücut yoğunluğu sağlar ve eşit olmayan toz dağılımının neden olduğu kusurları azaltır. Parçacık boyutu, şekil, yüzey pürüzlülüğü ve nem içeriği gibi faktörler akışlanabilirliği etkiler.
8. Yavru
Yığın Bireysel seramik partiküllerin birbirine yapışma eğilimini ifade eder ve daha büyük kümeler oluşturur. Bunlar yumuşak aglomeratlar (zayıf bağlanmış) veya sert aglomeratlar (kuvvetle bağlı) olabilir.
-
Darbe: Sert aglomeratlar, işleme yoluyla devam edebildikleri için özellikle sorunludur, bu da lokal yoğunluk varyasyonlarına, gözeneklere ve nihayetinde son seramikteki kusurlara yol açar. Aglomeratların dağılması seramik işlemede önemli bir zorluktur ve genellikle öğütme veya dispersiyon ajanları gerektirir. .
