Wichtigste Anforderungen an die Herstellung von Aluminiumoxidkeramik

1. Kontrolle der Rohmaterialreinheit: Die Reinheit von Aluminiumoxidpulver (Al₂O₃) ist entscheidend und erfordert typischerweise ≥ 95 % für allgemeine Anwendungen und bis zu 99,9 % für hochpräzise Anwendungen wie elektronische Bauteile. Verunreinigungen wie SiO₂, Fe₂O₃ und Na₂O müssen streng kontrolliert werden, um die mechanische Festigkeit und die thermische Stabilität nicht zu beeinträchtigen.

2. Präzision der Pulververarbeitung: Das Pulver muss homogenisiert, granuliert und auf eine bestimmte Partikelgröße (üblicherweise 1–5 μm) vermahlen werden, um eine gleichmäßige Packungsdichte beim Formgebungsprozess zu gewährleisten. Additive wie Bindemittel (z. B. Polyvinylalkohol) und Weichmacher werden in präzisen Anteilen hinzugefügt, um die Formbarkeit zu verbessern.

3. Eignung des Umformverfahrens: Wählen Sie geeignete Umformverfahren je nach Produktform und -größe, z. B. Trockenpressen (für einfache Formen wie Scheiben), isostatisches Pressen (für komplexe Geometrien mit gleichmäßiger Dichte) oder Extrusion (für rohrförmige Produkte wie Sicherungsrohre). Die präzise Kontrolle von Druck (100–300 MPa) und Temperatur während des Umformprozesses ist unerlässlich, um Defekte wie Risse zu vermeiden.

4. Optimierung der Sinterparameter: Das Sintern ist ein entscheidender Schritt zur Erzielung einer hohen Verdichtung. Typischerweise wird dabei das Material in Luft oder unter Schutzgasatmosphäre auf 1500–1700 °C erhitzt, wobei die Heiz- und Kühlraten (5–10 °C/min) präzise gesteuert werden, um thermische Spannungen zu vermeiden. Bei hochreinem Aluminiumoxid können Sinterhilfsmittel wie MgO zugesetzt werden, um die Sintertemperatur zu senken und die Verdichtung zu verbessern.

5. Präzisionsbearbeitung: Für Produkte, die eine hohe Maßgenauigkeit (Toleranz ±0,01 mm) und Oberflächengüte (Ra ≤0,1 μm) erfordern, sind Bearbeitungsprozesse wie Schleifen, Läppen und Polieren notwendig. Die Prüfung nach dem Sintern (z. B. Röntgenbeugung zur Phasenanalyse, Ultraschallprüfung auf innere Defekte) gewährleistet die Einhaltung der Produktqualitätsstandards.

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