Was ist die Technologie der geformten Aluminiumoxidkeramik?

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Aluminiumoxid-Keramik (Al ₂ O3-Keramik) werden aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Festigkeit, hohen Härte, hohen Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und guten Isolationseigenschaften in Bereichen wie Elektronik, Maschinenbau, Chemie, Medizin und Luft- und Raumfahrt weit verbreitet. Herkömmliche keramische Herstellungsverfahren wie Spritzgießen und isostatisches Pressen haben jedoch Probleme wie geringe Effizienz, hohe Kosten und schlechte Konsistenz bei der Herstellung komplexer Formen oder hochpräziser Teile. Als effiziente und hochpräzise Formgebungstechnologie kann das Formpressen diese Probleme wirksam lösen und zu einer wichtigen Methode für die industrielle Produktion von Aluminiumoxidkeramik werden.

Überblick über die Aluminiumoxid-Keramik-Technologie durch Formpressen
Beim Formpressen handelt es sich um ein Trockenformverfahren, bei dem Aluminiumoxidpulver mit einer geringen Menge Bindemittel gemischt, unter hohem Druck in eine vorgegebene Form gepresst und anschließend bei hoher Temperatur gesintert wird, um dichte Keramikprodukte zu erhalten. Diese Technologie eignet sich für die großtechnische Herstellung von keramischen Komponenten mit einfachen oder mäßig komplexen Formen, wie z. B. elektronische Substrate, verschleißfeste Teile, Dichtungsringe, Schneidwerkzeuge usw.

technologischer Prozess
Die wichtigsten Schritte bei der Formgebung von Aluminiumoxidkeramik durch Formpressen sind:

1. Vorbereitung des Rohmaterials: Hochreines Aluminiumoxidpulver (in der Regel α - Al ₂ O3) wird mit einer kleinen Menge organischen Bindemittels (wie PVA, PVB) gemischt, um die Fließfähigkeit und Formbarkeit des Pulvers zu verbessern.
2. Formenbau: Entwerfen Sie Stahlformen entsprechend der Form des Produkts, um eine hohe Maßgenauigkeit des gepressten Rohlings zu gewährleisten.
3. Formpressen: Unter einem Druck von 10-200 MPa wird das Pulver verdichtet und in der Form zu hochdichten Grünlingen geformt.
4. Entformen: Nehmen Sie den Grünling aus der Form, um Risse oder Verformungen zu vermeiden.
5. Sintern: Sintern bei hohen Temperaturen von 1500-1700 ℃, um den Grünkörper zu verdichten und hochfeste Keramik zu bilden.

Vorteile und Lösungen der Pressformtechnik
Im Vergleich zu anderen keramischen Formgebungsverfahren wie Spritzgießen, Strangpressen, isostatisches Pressen usw. hat das Formpressen die folgenden wesentlichen Vorteile:
Hohe Produktionseffizienz, geeignet für Großserienfertigung
-Problem: Beim herkömmlichen Vergussverfahren werden Gipsformen verwendet, um Wasser aufzunehmen und zu verfestigen, was einen langen Produktionszyklus (mehrere Stunden bis mehrere Tage) und eine geringe Effizienz zur Folge hat.
-Lösung: Das Formpressen erfolgt durch mechanisches Pressen, und die Formgebungszeit für ein einzelnes Stück beträgt nur wenige Sekunden bis wenige Minuten, was für eine automatisierte kontinuierliche Produktion geeignet ist und die Produktionskapazität erheblich verbessert.

Hohe Maßgenauigkeit, die die Nachbearbeitung reduziert
-Problem: Produkte, die durch Verpressen und isostatisches Pressen hergestellt werden, weisen eine hohe Schwindungsrate und erhebliche Größenschwankungen auf, was eine zusätzliche Präzisionsbearbeitung erfordert.
-Lösung: Die Dichte des Formkörpers ist gleichmäßig, die Sinterschwindung ist kontrollierbar (in der Regel 5-15%), und die Produktgrößentoleranz kann innerhalb von ± 0,1% kontrolliert werden, was die nachfolgenden Schleifkosten reduziert.

Hohe Materialausnutzung und weniger Abfall
-Problem: Herkömmliche Formgebungsverfahren wie Spritzgießen und Gießen können eine große Menge an Abfall oder Lösungsmittelverschmutzung verursachen.
-Lösung: Das Formpressen ist ein trockenes Verfahren ohne flüssiges Medium, mit wiederverwertbaren Abfällen und einem Materialausnutzungsgrad von über 95%.

Geeignet für komplexe Formen und hohe Festigkeitsanforderungen
-Problem: Mit herkömmlichen Pressverfahren lassen sich komplexe Strukturen (wie dünnwandige und unregelmäßige Löcher) nur schwer herstellen.
-Lösung: Durch die Optimierung des Formdesigns und der Fließfähigkeit des Pulvers kann das Formpressen keramische Teile mit komplexen Formen wie Stufen und Rillen herstellen und gleichzeitig eine hohe Festigkeit gewährleisten (die Biegefestigkeit kann 300-400 MPa erreichen).

Signifikante Kostenwirksamkeit
-Problem: Die Ausrüstung zum isostatischen Pressen ist teuer, und die Arbeitskosten für das Spritzgießen sind hoch.
-Lösung: Die Investition in die Formanlagen ist relativ gering und eignet sich für kleine und mittelgroße Keramikunternehmen, die einen hohen Automatisierungsgrad, minimale manuelle Eingriffe und niedrigere Gesamtkosten aufweisen.

Anwendung von geformten Aluminiumoxidkeramiken
Aufgrund der hohen Effizienz und Präzision der Formpresstechnik werden die hergestellten Aluminiumoxidkeramiken in vielen Bereichen eingesetzt:
-Elektronikindustrie: Substrate für integrierte Schaltkreise, isolierende Keramikchips, Sensorgehäuse.
-Mechanische Industrie: Verschleißfeste keramische Auskleidungen, Lager, Schneidwerkzeuge.
-Chemische Industrie: korrosionsbeständige Ventile, Pumpenteile.
-Medizinische Industrie: Zahnimplantate, künstliche Gelenke.
-Energieindustrie: Brennstoffzellenmembranen, Hochtemperaturöfen.

Die Technologie der geformten Aluminiumoxid-Keramik hat sich aufgrund ihrer Vorteile wie hohe Effizienz, hohe Präzision und niedrige Kosten zu einer der bevorzugten Methoden für die industrielle Produktion von Hochleistungskeramik entwickelt. Sie löst viele Probleme herkömmlicher Formgebungsverfahren, wie lange Produktionszyklen, geringe Maßgenauigkeit und großen Materialabfall, und hat breite Anwendungsmöglichkeiten in Bereichen wie Elektronik, Maschinenbau und Gesundheitswesen aufgezeigt.

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