一、产品概述
高纯氧化铝造粒粉专为精细陶瓷领域设计,其粒径范围在 2.1 - 7.3 微米,通过先进工艺制造而成。该产品以高纯度氧化铝为核心原料,具备诸多优良特性,能够满足精细陶瓷在高性能、高精度方面的严格要求。
二、技术要求
(一)粒径指标
粒径范围:2.1 - 7.3 微米。在此粒径区间内,颗粒均匀度高,粒径分布窄,保证了在精细陶瓷制造过程中,粉体的流动性、填充性以及烧结性能的一致性。例如,在等静压成型工艺中,均一的粒径有助于坯体密度均匀,减少因粒径差异导致的内部应力集中,避免产品出现裂纹等缺陷。
粒径分布(D10、D50、D90):D50(中位粒径)应处于粒径范围的中间区域,即约 4.7 微米左右;D10(累计分布百分数达到 10% 时所对应的粒径)不低于 2.1 微米的下限,确保小粒径颗粒含量不过高,避免团聚现象严重影响成型和烧结效果;D90(累计分布百分数达到 90% 时所对应的粒径)不高于 7.3 微米的上限,防止大粒径颗粒过多造成产品内部结构不均匀。
形状:颗粒形状近似球形,球形度不低于 0.8。规则的球形颗粒能有效提高粉体的流动性和堆积密度,在干压成型和注射成型等工艺中,更易均匀填充模具,提高产品的成型质量和尺寸精度。
(二)纯度指标
氧化铝纯度:≥99.99%(质量分数)。高纯度是保证精细陶瓷高性能的关键,减少了杂质对陶瓷电学、力学、热学等性能的负面影响。例如,杂质中的碱金属离子(如钠、钾离子)会降低陶瓷的绝缘性能,而高纯氧化铝造粒粉极低的杂质含量可有效避免此类问题,适用于电子陶瓷等对纯度要求极高的领域。
杂质含量(ppm):严格控制杂质含量,其中 Na≤2ppm、Ca≤3ppm、Mg≤1ppm、Fe≤3ppm、Si≤10ppm、Ti≤1ppm、Cu≤1ppm。这些杂质元素在高温烧结过程中可能会与氧化铝发生反应,形成低熔点相或缺陷,影响陶瓷的强度、硬度和高温稳定性。例如,铁杂质会使陶瓷在烧结后颜色发黄,降低其光学性能,而严格控制杂质含量可有效避免此类问题。
(三)化学与物理性能指标
松装密度:0.6 - 0.8 g/cm³。合适的松装密度确保在储存、运输和使用过程中,粉体既能保持良好的流动性,便于计量和输送,又能保证在成型前具有一定的堆积稳定性,防止过度压实或松散,影响后续成型工艺。
振实密度:1.2 - 1.4 g/cm³。振实密度反映了粉体在振动条件下的紧密程度,较高的振实密度意味着颗粒之间的堆积更紧密,有助于提高陶瓷坯体的密度和强度,减少烧结过程中的收缩和变形。
比表面积:5 - 10 m²/g。适中的比表面积既能保证粉体具有一定的活性,有利于烧结过程中颗粒间的原子扩散和固相反应,促进致密化;又能避免因比表面积过大导致的表面能过高,引起粉体团聚,影响其分散性和加工性能。
烧结性能:在 1600 - 1800℃的烧结温度下,能够实现良好的致密化,烧结体的密度达到理论密度的 98% 以上。高致密化程度可显著提升精细陶瓷的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能,例如在耐磨陶瓷领域,高致密的陶瓷部件使用寿命更长。
晶型:以 α - Al₂O₃晶型为主,含量≥95%。α - Al₂O₃晶型具有高硬度、高熔点、化学稳定性好等优点,是精细陶瓷获得优异性能的基础。例如在切削刀具用陶瓷中,α - Al₂O₃晶型赋予陶瓷高硬度和耐磨性,使其能够高效切削金属材料。
流动性:安息角≤30°。良好的流动性保证粉体在自动上料、布料等自动化生产环节中能够顺畅流动,均匀分布,提高生产效率和产品质量的稳定性。例如在 3D 打印陶瓷工艺中,流动性好的粉体能够按照预设路径精确堆积,实现复杂形状陶瓷制品的高精度成型。
(四)包装与储存要求
包装:产品采用双层包装,内层为密封塑料袋,防止粉体受潮和吸收空气中的杂质;外层为编织袋或纸板桶,提供机械保护和便于搬运。每袋(桶)净含量为 25kg 或根据客户需求定制。
储存:应储存在干燥、通风良好的仓库内,避免阳光直射和受潮。储存环境的相对湿度应控制在 40% - 60%,温度保持在 5 - 35℃。在正确的储存条件下,产品保质期为 12 个月,逾期需重新检测各项指标,合格后方可继续使用。
三、产品优势
(一)性能优势
高纯度保障高性能:99.99% 以上的氧化铝纯度,有效减少杂质对陶瓷性能的干扰,使精细陶瓷具备卓越的电学、热学和力学性能,适用于高端电子、航空航天、精密机械等领域对陶瓷材料高性能的严格要求。
粒径精准优化工艺与产品质量:2.1 - 7.3 微米的精准粒径控制,保证了粉体在成型和烧结过程中的均匀性和稳定性。在电子陶瓷基板的制造中,均一的粒径有助于实现高精度的印刷和层压工艺,提高基板的平整度和电学性能一致性。
良好的烧结性能降低成本与提高成品率:在相对较低的烧结温度(1600 - 1800℃)下即可达到高致密化,不仅降低了能源消耗和生产成本,还减少了高温烧结可能导致的产品变形和开裂等缺陷,提高了成品率。
稳定的晶型结构确保产品可靠性:以 α - Al₂O₃为主的晶型结构,赋予精细陶瓷高硬度、高耐磨性和化学稳定性,在化工、机械加工等恶劣环境下,陶瓷制品能够长期稳定运行,提高设备的使用寿命和可靠性。
(二)应用优势
电子陶瓷领域:适用于制作多层陶瓷电容器、电子封装基板、传感器陶瓷等。其高纯度和精准粒径有助于提高电子陶瓷的介电性能、绝缘性能和尺寸精度,满足电子产品小型化、高性能化的发展需求。例如在 5G 通信设备的陶瓷滤波器中,该造粒粉可提升滤波器的频率稳定性和信号传输效率。
结构陶瓷领域:用于制造切削刀具、耐磨机械部件、陶瓷轴承等。高硬度、高耐磨性和良好的烧结性能,使制作出的结构陶瓷部件在高速切削、高负载运转等工况下表现出色,提高机械加工效率和设备运行稳定性。如在汽车发动机的陶瓷气门和活塞部件中应用,可降低摩擦系数,提高发动机的热效率和可靠性。
生物陶瓷领域:可作为人工关节、牙齿修复材料等的原料。其高纯度和良好的生物相容性,减少了人体对陶瓷材料的排异反应,有助于骨细胞的黏附和生长,促进组织修复和再生,提高生物陶瓷制品的安全性和有效性。
光学陶瓷领域:在透明陶瓷、激光陶瓷等方面有应用潜力。通过控制粒径和纯度,可提高陶瓷的透光率和光学均匀性,满足光学器件对材料光学性能的苛刻要求。例如在透明激光陶瓷中应用,可提高激光的输出功率和光束质量,应用于激光加工、医疗美容等领域。
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