알루미나 세라믹 은 1450~1800℃의 온도에서 소결되며, 산화알루미늄을 주원료로 하고 점토, MgO, CaO, TiO 등의 소결 첨가제가 6~30% 함유되어 있습니다.

순수한 알루미나 세라믹 일수록 더 나은 성능을 얻을 수 있지만 산화알루미늄 비율이 증가함에 따라 알루미나 세라믹의 제조도 더 어려워집니다.

순수 알루미나 세라믹은 800℃까지 사용이 가능하며 모든 산화물 세라믹 중 최고의 기계적 강도 성능을 나타내며 열전도율이 높고 내열충격성이 강합니다.

알루미나 세라믹의 다양한 소결법

• 대기압 소결

알루미나 세라믹 대기압 소결은 알루미나 미가공체가 상압에서 소결되는 과정을 말합니다.

이 소결 방법은 높은 용해로 온도를 필요로 하며, 이는 높은 용해로 요구 사항과 많은 에너지 낭비를 의미합니다.

• 열간 프레스 소결

열간 프레스 소결법의 요구되는 소결 온도는 대기압 소결법보다 낮습니다. 또한, 소결된 알루미나 세라믹 제품의 밀도는 이론적으로 열간 프레스 소결 후 최대 99%에 도달할 수 있습니다.

이 소결법은 분말을 직접 금형에 채우거나 주로 예비성형 공정을 적용하기 때문에 비교적 쉽게 달성할 수 있다.

• 전기장 소결

이 소결법은 일반적으로 알루미나 세라믹 그린체가 전 과정에서 직류(DC) 전기장에 의해 소결되는 것으로 알려져 있다.

• 초고압 소결

초고압 소결이란 수십 기가파스칼(GPa) 이상의 요구 압력으로 알루미나 세라믹 그린체를 소성하는 공정을 말합니다.

• 분위기 소결

이 방법은 주로 공기 중에서 소결하기 어려운 알루미나 세라믹 제품에 사용됩니다.

제품이 산화되는 것을 방지하기 위해 소결 공정이 완료될 수 있는 필요한 분위기를 만들기 위해 로 챔버를 적절한 가스로 채우는 것이 좋습니다.

소결로의 3단계

• 로 온도 가열 단계

이 단계에서 퍼니스 온도를 제어하는 ​​것이 중요합니다. 알루미나 세라믹의 미가공체는 지속적으로 상승하는 노 온도로 인해 수축하지만 밀도와 강도는 기본적으로 변하지 않습니다. 그러나 현미경으로 관찰했을 때 결정립 크기가 실제로 변화되었음을 알 수 있다.

노 온도 가열 단계에서 알루미나 세라믹의 미가공체는 수분과 바인더가 증발되어 균열이 발생할 가능성이 높으므로 적절한 범위에서 노 온도를 제어하는 ​​것이 특히 중요합니다.

• 로 온도 유지 단계

소결 과정의 이 단계에서 노의 온도는 약간 변하지만 세라믹 그린 바디의 수축은 계속되고 밀도의 변화는 분명합니다.

결정립을 현미경으로 관찰하면 결정립의 크기가 뚜렷하게 변하지 않고 입자의 상태가 입자간 탈결합으로 변하여 기공이 작아진다.

또한, 알루미나 세라믹 그린 바디의 균열 및 변형은 체적의 명백한 변화로 인해 전체 단계 동안 남아 있습니다.

• 용광로 냉각 단계

소결 공정의 마지막 단계는 로 냉각 단계로 로 온도의 큰 변화를 보여줍니다. 게다가, 세라믹 미가공체의 밀도도 이 단계에서 분명히 변합니다.

현미경이나 육안으로 관찰해도 극적인 입자 성장을 관찰할 수 있습니다. 결정립 사이의 공극이 줄어들고 단일 기공이 많이 형성되어 결정립 표면에 수많은 기공이 나타납니다.