Polveri ceramiche sono forme granulari di ossidi o nitruri ceramici fini che vengono utilizzati per realizzare componenti ceramici. Il tipo e la natura di ceramica in polvere dipende dall'uso finale della ceramica. Alcuni dei metodi di produzione globali più comuni di polvere di ceramica è trattato nell'articolo seguente.

Che cosa è la polvere di ceramica?

UN ceramica in polvere è noto per essere una concentrazione di particelle fini. Come descritto sopra, polveri ceramiche Sono realizzati con componenti come alluminio, silicio o ossido di zirconio. Possono anche essere realizzati con carburi e nitruri di materiali ceramici.

Mentre si fa polvere di ceramica, un punto chiave da verificare è rendere la polvere facilmente maneggevole. Per questo motivo, il polvere di ceramica Costituisce alcuni additivi oltre agli agglomerati. Utilizzano anche un legante e un distaccante. Il legante mantiene intatta la polvere durante lo stampaggio e il distaccante stacca la ceramica dallo stampo.

Per quanto riguarda la natura di polvere di ceramica, ceramica in polvere l'efficienza dipende da diverse entità. La dimensione e la distribuzione delle particelle giocano un ruolo significativo quando si tratta delle proprietà di Polvere di ceramicaLa quantità di agente legante e distaccante nella polvere influisce sulla sua natura. Eventuali difetti presenti e la presenza di grumi sono altri fattori che influenzano la qualità della polvere.

Di cosa è composta la polvere di ceramica?

Su una nota strutturale molto dettagliata, Polveri ceramiche sono costituiti da particelle chiamate agglomerati. Le particelle primarie sono cristalliti, costituiti da singole celle unitarie disposte sistematicamente o casualmente. Le particelle secondarie si formano dall'aggregazione delle particelle primarie e sono note come agglomerati. Le proprietà degli agglomerati sono generalmente controllate durante la sintesi o la granulazione.

A meno che non si faccia uno sforzo per controllare la dimensione delle particelle, la dimensione media dell'agglomerato rimane uguale alla dimensione media delle particelle in polveri ceramicheLa granulometria determina la natura della polvere ceramica, ovvero se è facilmente lavorabile o meno. Un'illustrazione della costituzione della polvere ceramica è fornita sopra a titolo di riferimento.

A cosa serve la polvere di ceramica?

L'intervallo di temperatura di polveri ceramiche si trova tra i componenti ceramici e le leghe. Polveri ceramiche presentano elevata tenacità, punto di fusione più elevato, migliore plasticità, resistenza alla corrosione e all'usura. Polveri ceramiche Rimangono intatti anche a temperature superiori a 1000 °C. Resistono senza alcuna degradazione fino a 1900 °C.

Polveri ceramiche Sono anche migliori isolanti elettrici. Alcune delle principali applicazioni delle polveri ceramiche sono riportate qui a titolo di riferimento.

Applicazione nel campo della ceramica avanzata

• Le proprietà dielettriche di polvere di ceramica renderli adatti alla fabbricazione di componenti elettrici. Polveri ceramiche vengono utilizzati per realizzare substrati per circuiti elettrici integrati, isolanti e condensatori.

• Sono utilizzati nei materiali dei sensori, nei componenti degli attuatori e in altri componenti che convertono l'energia meccanica in segnali elettrici. In breve, Polveri ceramiche vengono utilizzati per la fabbricazione di dispositivi piezoelettrici.

• Polveri ceramiche Può essere utilizzato anche come rivestimento protettivo nell'industria automobilistica e aerospaziale per far fronte alle temperature più elevate. Utilizzata come parte integrante del motore, la polvere ceramica controlla l'effetto del calore sugli accessori.

• La polvere di ceramica è biocompatibile. Viene utilizzata come materiale bioceramico per impianti medici e corone dentali. Le polveri di ceramica sono apprezzate in odontoiatria grazie alla finitura liscia e alla resistenza strutturale che offrono.

Applicazione della polvere ceramica nel campo della ceramica tradizionale e nelle industrie

• Polveri ceramiche sono utilizzati come materiale da costruzione per la ceramica convenzionale e sono utilizzati nella tradizione arti della pasta ceramica.

• Vengono utilizzati come rivestimenti refrattari per la loro migliore stabilità termica.

• Polveri ceramiche Sono utilizzati anche come componenti integrali di utensili da taglio e rettifica. Sono resistenti all'abrasione e noti per la loro resistenza meccanica.

• La ceramica in polvere può essere utilizzata anche nel settore dei rivestimenti. I rivestimenti ceramici in polvere garantiscono resistenza alla corrosione, stabilità termica e maggiore durata.

• Le polveri ceramiche vengono utilizzate nella stampa 3D per ottenere parti in ceramica complesse e offrono un'elevata precisione.

Applicazione futuristica delle polveri ceramiche

• Le polveri ceramiche vengono considerate un materiale di ricerca nel campo delle batterie allo stato solido
• Le polveri nanoceramiche sono in fase di sviluppo come materiali ceramici avanzati e si prevede che questa tendenza crescerà ulteriormente entro il 2031.

Come realizzare la polvere di ceramica

Esistono diversi metodi di produzione globali per produrre polveri ceramiche. Analizziamo i diversi aspetti di alcuni dei metodi di lavorazione più diffusi.

Fresatura o rettifica

La macinazione o la macinazione sono i metodi convenzionali per la produzione di polveri. Nel processo, la materia prima viene macinata fino a ridurre le dimensioni delle particelle e polvere di ceramica viene formato. La macinazione può essere effettuata tramite macinazione a sfere o tramite macinazione ad attrito.

Nella macinazione a sfere, vengono utilizzate sfere dure per macinare le materie prime. La macinazione a sfere produce polveri fini in cui la forza di taglio e quella d'impatto svolgono un ruolo fondamentale. La sfera di macinazione è progettata per funzionare al di sopra della velocità critica per ottenere risultati di macinazione migliori. La macinazione ad attrito utilizza la forza di attrito per ridurre le dimensioni delle particelle e produrre polveri ceramiche.

Liofilizzazione per preparare polveri ceramiche

La liofilizzazione o la disidratazione vengono utilizzate per produrre materiali formabili polveri ceramicheDa una nebbia di ceramica spruzzata, la polvere viene prodotta tramite liofilizzazione. Nella liofilizzazione, la nebbia viene inizialmente raffreddata al di sotto del punto eutettico, seguita da un'essiccazione che rimuove l'umidità per 95%.

L'essiccazione primaria rimuove la massima umidità, seguita dall'essiccazione secondaria. Una volta completato il processo, viene effettuata la sigillatura sotto vuoto tramite gas inerte. Processo di liofilizzazione di polvere di ceramica la preparazione è generalmente considerata costosa.

Essiccazione a spruzzo

L'essiccazione a spruzzo è una tecnologia comprovata quando si tratta di produrre polveri ceramiche di natura granulare. Essiccazione a spruzzo per formare polveri ceramiche Si otterrebbe una polvere omogeneizzata con un intervallo di umidità compreso tra 5 e 7%, che offre una migliore plasticità. Ciò è dovuto alla macinazione a umido dell'argilla o dei materiali costituenti. Il problema principale dell'essiccazione a spruzzo e dell'uso di agenti bagnanti è l'elevato consumo di energia e acqua nel processo.

Le particelle granulate prodotte dall'essiccazione a spruzzo sono pressoché sferiche con superfici lisce. La loro granulometria varia da 125 a 1000 micron. Le particelle sono cave all'interno a causa del fenomeno fisico della formazione di granuli.

Granulazione di miscelazione ad alto taglio

Metodo di granulazione con miscelazione ad alto taglio polvere di ceramica La produzione è una tecnologia di produzione a secco. I principali vantaggi citati per questo processo sono il minor consumo di energia e acqua. Nella tecnica di granulazione con miscelazione ad alto taglio, polvere di ceramica gli agglomerati vengono formati in un mulino a pendolo con l'ausilio dell'acqua.

La tecnologia di miscelazione ad alto taglio offre una granulometria di circa 300-500 micrometri. La dimensione minima prevista dal processo è di circa 125 micrometri, quasi simile a quella dei granuli ottenuti con l'essiccazione a spruzzo.

Tecnologia di compattazione a rotolamento

Il metodo di compattazione a rotolamento per la produzione di ceramica in polvere utilizza la polvere secca proveniente dal mulino a pendolo per essere ulteriormente pressata in un pelletizzatore. Il pelletizzatore compatta la polvere e la macina ulteriormente fino a ottenere una polvere fine.

La tecnologia di compattazione a taglio non è efficiente quando si tratta di granulometria omogenea, tuttavia il comportamento ceramico delle polveri sarà nell'intervallo utile.

Come realizzare la ceramica

Questa sezione è fondamentale per far luce sul perché avremmo bisogno polveri ceramicheUna comprensione generale semplice, polveri ceramiche servono come materia prima per la produzione di ceramica. I diversi processi di produzione della ceramica che utilizzano la polvere ceramica sono: compattazione, estrusione, stampaggio a iniezione, colata su nastro e colata in gel.

• La compattazione è il processo di conversione della polvere ceramica da granulare a più densa, aumentandone la forza coesiva. Il metodo prevede la pressatura a caldo e a freddo. Una volta pressato, il materiale viene successivamente sinterizzato per ottenere la ceramica.

• Lo stampaggio a iniezione viene utilizzato per realizzare oggetti di alta precisione o per ottenere geometrie complesse. È un processo utilizzato per produrre ceramiche ossidiche e non ossidiche ed è spesso privilegiato in ambito industriale.

• La colata su nastro è un processo comune per la sintesi di substrati per PCB. Una polvere con un legante polimerico viene colata su un materiale non appiccicoso come il Teflon. La sospensione viene ulteriormente pressata fino a raggiungere lo spessore desiderato e una finitura liscia.

• La colata in barbottina viene utilizzata laddove la tradizionale metodologia ceramica non è possibile. Il metodo garantisce un'elevata precisione. Quando la polvere viene miscelata con una sospensione, il materiale forma una barbottina che viene ulteriormente reindirizzata in uno stampo poroso. Successivamente, lo stampo viene essiccato e si ottiene uno strato solido di ceramica pronto per l'uso.

• La fusione in gel utilizza un radicale libero, un monomero e un agente reticolante per creare una sospensione. La miscela di gel così ottenuta viene versata in uno stampo per solidificarsi e formare il materiale ceramico desiderato. Una volta formata la ceramica, il materiale grezzo viene sinterizzato e il materiale rimanente viene rimosso.

• L'estrusione è un processo relativamente semplice in cui la polvere passa attraverso una filiera e assume la forma del componente richiesto. Il processo di estrusione può essere a secco, a freddo o a caldo, a seconda della resistenza meccanica richiesta per il corpo.

Commenti di chiusura

Polveri ceramiche svolgono un ruolo significativo nel curare le proprietà funzionali di diversi gradi di ceramica. Diversi polvere di ceramica Le tecniche di fabbricazione soddisfano diversi requisiti di proprietà. È quindi necessaria una migliore conoscenza del processo di fabbricazione. Questo aiuta l'ingegnere a definire il processo di fabbricazione per le proprietà desiderate.