As cerâmicas de alumina são sinterizadas sob a temperatura de 1450~1800℃, que contém óxido de alumínio como principal matéria-prima e 6~30% de aditivos de sinterização, como argila, MgO, CaO, TiO.

Quanto mais puras são as cerâmicas de alumina, melhor desempenho pode ser obtido, porém a fabricação de cerâmicas de alumina também se torna mais difícil com o aumento da proporção de óxido de alumínio.

A cerâmica de alumina pura pode ser usada até a temperatura de 800 ℃ e mostra o mais alto desempenho de resistência mecânica entre todas as cerâmicas de óxido, também a condutividade térmica é alta e a resistência ao choque térmico é forte.

Vários métodos de sinterização de cerâmicas de alumina

• Sinterização por pressão atmosférica

A sinterização à pressão atmosférica de cerâmicas de alumina refere-se ao processo pelo qual os corpos verdes de alumina são sinterizados à pressão normal.

Este método de sinterização requer alta temperatura do forno, o que significa altos requisitos de forno e grande desperdício de energia.

• Sinterização por prensagem a quente

A temperatura de sinterização necessária do método de sinterização por prensagem a quente é menor do que a da sinterização à pressão atmosférica. Além disso, a densidade dos produtos cerâmicos de alumina sinterizada pode teoricamente atingir até 99% após a sinterização por prensagem a quente.

Este método de sinterização é comparativamente fácil de alcançar porque é para encher o pó em moldes diretamente ou aplica principalmente o processo de pré-moldagem.

• Sinterização em campo elétrico

Este método de sinterização é geralmente reconhecido que os corpos verdes cerâmicos de alumina são sinterizados em campo elétrico de corrente contínua (DC) durante todo o processo.

• Sinterização de ultra-alta pressão

A sinterização de ultra-alta pressão refere-se ao processo em que corpos verdes cerâmicos de alumina são sinterizados na pressão necessária de várias dezenas de gigapascals (GPa).

• Sinterização atmosférica

Este método serve principalmente para os produtos cerâmicos de alumina que são difíceis de sinterizar no ar.

Para evitar a oxidação dos produtos, sugere-se que a câmara do forno seja preenchida com gases adequados para criar uma atmosfera necessária onde o processo de sinterização possa ser concluído.

Três estágios de forno de sinterização

• Estágio de aquecimento da temperatura do forno

É crucial controlar a temperatura do forno nesta fase. O corpo verde da cerâmica de alumina encolhe devido ao aumento contínuo da temperatura do forno, mas sua densidade e resistência basicamente não mudam. No entanto, verifica-se que o tamanho de grão cristalino foi realmente alterado quando observado por microscopia.

Durante o estágio de aquecimento da temperatura do forno, o corpo verde da cerâmica de alumina tem uma alta probabilidade de rachar à medida que sua umidade e aglutinante foram evaporados, por isso é particularmente importante controlar a temperatura do forno em uma faixa adequada.

• Estágio de manutenção da temperatura do forno

Durante esta etapa do processo de sinterização, embora a temperatura do forno mude ligeiramente, o encolhimento do corpo verde cerâmico continua e a mudança de sua densidade é evidente.

Sob a observação microscópica dos grãos cristalinos, o tamanho do grão não muda distintamente e o estado dos grãos se transforma em descolamento entre partículas, de modo que os poros se tornam menores.

Além disso, as fissuras e deformações dos corpos verdes cerâmicos de alumina permanecem durante todo o estágio devido à evidente mudança de seu volume.

• Estágio de resfriamento do forno

A etapa final do processo de sinterização é a etapa de resfriamento do forno, que apresenta uma grande mudança de temperatura do forno. Além disso, a densidade do corpo verde cerâmico também muda obviamente nesta fase.

Um crescimento dramático de grãos pode ser observado independentemente da observação microscópica ou visual. Os vazios entre os grãos são reduzidos e muitos poros únicos são formados, portanto, numerosos poros aparecem na superfície do grão.