Serbuk seramik , juga dikenali sebagai zarah seramik atau bahan seramik yang dibahagikan dengan halus , membentuk blok bangunan asas untuk pelbagai produk seramik maju. Gabungan unik sifat fizikal dan kimia mereka menentukan sifat terakhir seramik yang dihasilkan, mempengaruhi segala -galanya dari kekuatan mekanikal mereka dan rintangan terma terhadap kekonduksian elektrik dan ketelusan optik mereka. Memahami sifat -sifat asas ini adalah penting untuk saintis bahan, jurutera, dan pengeluar yang terlibat dalam reka bentuk dan pengeluaran komponen seramik.
1. Saiz dan pengedaran zarah
Salah satu sifat paling kritikal serbuk seramik adalah saiz zarah . Ini merujuk kepada diameter purata zarah individu dalam serbuk. Serbuk boleh terdiri daripada nanometer (nanopowders) kepada beberapa puluhan mikrometer. Berkaitan rapat adalah Pengagihan saiz zarah (JPA) , yang menggambarkan pelbagai saiz zarah yang terdapat dalam sampel tertentu.
-
Kesan: Saiz zarah purata yang lebih kecil secara amnya membawa kepada ketumpatan hijau yang lebih tinggi (ketumpatan badan seramik yang tidak disengajakan) dan membolehkan suhu sintering yang lebih rendah. Pengagihan saiz zarah sempit (zarah yang lebih seragam) sering disukai kerana ia menggalakkan pembungkusan yang lebih homogen, mengurangkan kecacatan, dan membawa kepada sifat akhir yang lebih konsisten selepas sintering. Pengagihan yang luas boleh menyebabkan pengecutan perbezaan semasa penembakan dan peningkatan keliangan.
2. Bentuk zarah
The bentuk partikel seramik boleh berbeza-beza dengan ketara, dari sfera, equiaxed (kira-kira dimensi yang sama dalam semua arah), dan plat-seperti kepada tidak teratur atau seperti jarum.
-
Kesan: Bentuk zarah mempengaruhi ketumpatan pembungkusan serbuk, aliran, dan titik hubungan antara zarah. Zarah -zarah sfera, misalnya, cenderung untuk mengemas dengan lebih cekap dan mengalir lebih baik daripada yang tidak teratur, yang boleh berfaedah dalam proses seperti menekan kering. Bentuk yang tidak teratur, bagaimanapun, kadang -kadang boleh membawa kepada kekuatan hijau yang lebih besar disebabkan oleh interlocking mekanikal.
3. Kawasan permukaan
The kawasan permukaan tertentu serbuk seramik merujuk kepada jumlah kawasan permukaan per unit jisim serbuk. Ia berkadar songsang dengan saiz zarah; Zarah yang lebih kecil mempunyai kawasan permukaan khusus yang lebih besar.
-
Kesan: Kawasan permukaan khusus yang tinggi boleh menggalakkan kinetik sintering lebih cepat kerana lebih banyak titik hubungan dan laluan penyebaran yang lebih pendek. Walau bagaimanapun, ia juga boleh menyebabkan peningkatan aglomerasi (gumpalan zarah) dan tenaga permukaan yang lebih tinggi, menjadikan serbuk lebih reaktif dan berpotensi lebih sukar untuk dikendalikan. Kimia permukaan dan spesies terserap juga memainkan peranan penting di sini.
4. Komposisi Kimia dan Kesucian
The Komposisi kimia serbuk seramik menentukan sifat asasnya, menentukan struktur kristal, jenis ikatan, dan sifat yang wujud. Kesucian merujuk kepada ketiadaan kekotoran yang tidak diingini.
-
Kesan: Malah, jumlah kekotoran dapat mengubah tingkah laku sintering, mikrostruktur, dan sifat akhir seramik. Sebagai contoh, kekotoran tertentu boleh bertindak sebagai inhibitor pertumbuhan bijirin atau promotor, atau mereka boleh membentuk fasa sekunder yang melemahkan bahan atau menjejaskan sifat elektriknya. Seramik berprestasi tinggi sering menuntut tahap kesucian yang sangat tinggi.
5. Struktur Kristal
Kebanyakan serbuk seramik adalah kristal, yang bermaksud atom mereka diatur dalam kekisi yang sangat diperintahkan. The struktur kristal (contohnya, kubik, heksagon, tetragonal) adalah intrinsik kepada komposisi kimia bahan. Sesetengah serbuk seramik juga boleh menjadi amorf (bukan kristal).
-
Kesan: Struktur kristal secara asasnya menentukan banyak sifat seramik, termasuk kekuatan mekanikal, pengembangan haba, kekonduksian elektrik, dan ciri -ciri optik. Polimorfisme (keupayaan bahan yang wujud dalam lebih daripada satu struktur kristal) juga penting, kerana transformasi fasa semasa pemprosesan boleh memberi kesan kepada mikrostruktur dan sifat akhir.
6. Ketumpatan (benar dan jelas)
Ketumpatan sebenar (juga dikenali sebagai ketumpatan teoretikal atau ketumpatan rangka) adalah ketumpatan bahan pepejal itu sendiri, tidak termasuk mana -mana liang. Ketumpatan yang jelas (atau ketumpatan pukal) merujuk kepada ketumpatan serbuk dalam keadaan yang dibungkus, termasuk lompang antara zarah.
-
Kesan: Ketumpatan benar adalah pemalar material. Ketumpatan yang jelas adalah penting untuk diproses, kerana ia mempengaruhi pengisian acuan, tingkah laku pemadatan, dan jumlah bahan yang diperlukan untuk mencapai ketumpatan hijau yang dikehendaki. Ketumpatan jelas yang lebih tinggi secara amnya menunjukkan pembungkusan yang lebih baik dan kurang keliangan dalam badan hijau.
7. Kebolehkerjaan dan sudut berehat
Aliran Menggambarkan betapa mudahnya aliran serbuk, yang penting untuk pengisian di mati seragam seperti menekan. The sudut repose adalah ukuran aliran yang sama, yang mewakili sudut longgokan kerucut yang terbentuk apabila serbuk dituangkan ke permukaan rata. Sudut yang lebih kecil berehat menunjukkan aliran yang lebih baik.
-
Kesan: Kebolehkerjaan yang baik memastikan ketumpatan badan hijau yang konsisten dan mengurangkan kecacatan yang disebabkan oleh pengedaran serbuk yang tidak sekata. Faktor -faktor seperti saiz zarah, bentuk, kekasaran permukaan, dan kandungan kelembapan mempengaruhi aliran.
8. Aglomerasi
Agglomeration merujuk kepada kecenderungan partikel seramik individu untuk melekat bersama, membentuk kelompok yang lebih besar. Ini boleh menjadi aglomerat lembut (lemah terikat) atau aglomerat keras (kuat terikat).
-
Kesan: Agglomerat keras sangat bermasalah kerana mereka dapat bertahan melalui pemprosesan, yang membawa kepada variasi ketumpatan setempat, liang -liang, dan akhirnya, kecacatan dalam seramik terakhir. Penyebaran aglomerat adalah cabaran utama dalam pemprosesan seramik dan sering memerlukan ejen pengilangan atau penyebaran.
