مقدمه
آلومینا ذوب شده سفید(WFA) یک ماده آلومینا ذوب شده الکتریکی است که در طبقه بندی های اندازه ذرات مختلف موجود است.میکرو پودر WFAیک افزودنی جهانی نیست که به طور خودکار استحکام را بهبود بخشد، تخلخل را کاهش دهد یا دمای پخت را کاهش دهد. مناسب بودن آن برای فرآیندهای سرامیکی، نسوز یا ساینده بستگی به مشخصات ارائه شده و صلاحیت خاص کاربرد دارد. خواص بدن تمام شده به فرمول کامل، شرایط پردازش و ریزساختار بستگی دارد (Riedel & Chen, 2015).
این مقاله یک چارچوب عملی برای ارزیابی اینکه آیا درجه میکرو پودر WFA برای یک کاربرد خاص مناسب است یا خیر، ارائه می‌کند. WFA را از سایر مواد آلومینا متمایز می‌کند و پارامترهایی را که فرمول‌سازها و تیم‌های تدارکات باید تأیید کنند، مشخص می‌کند.
آنچه نام محصول به شما می گوید و نمی گوید
اصطلاح "آلومینای ذوب شده سفید" یک خانواده از مواد آلومینا ذوب شده را توصیف می کند، نه یک مشخصات واحد. گریدهای WFA به طور کلی به عنوان آلومینا ذوب شده مبتنی بر کوراندوم مشخص می شوند. شیمی واقعی و ترکیب فاز باید با استفاده از داده های محصول قابل اجرا تأیید شود. اصطلاح "میکرو پودر" به جای اندازه‌های نانومتری به طبقه‌بندی اندازه ذرات اشاره دارد. در درجه بندی ساینده، FEPA 42-2:2006 نامگذاری میکروگریت را از F230 تا F2000 تعریف می کند. با این حال، یک اصطلاح تجاری مانند "میکرو پودر" به خودی خود توزیع کامل اندازه ذرات یا روش اندازه گیری را ارائه نمی دهد (فدراسیون تولیدکنندگان اروپایی مواد ساینده، 2006).
پودر میکرو WFA باید از سایر مواد آلومینا، از جمله آلومینا کلسینه شده، آلومینا راکتیو، آلومینا جدولی و آلومینا با درجه الکترونیکی مشخص شده جداگانه متمایز شود. این مواد قابل تعویض نیستند. مسیرهای تولید، مورفولوژی ذرات و رفتارهای پخت متفاوت است، بنابراین انتخاب باید بر اساس نقش مورد نظر در فرمول خاص باشد.
نقش های کاربردی بالقوه
WFA ممکن است برای نقش های زیر ارزیابی شود. در هر مورد، مناسب بودن باید برای درجه و فرمول خاص تعیین شود.
سیستم های مواد اولیه نسوز
آلومینا ذوب شده در سیستم های مواد خام نسوز استفاده می شود. تحقیقات مقایسه سنگدانه‌های آلومینا ذوب شده و متخلخل نشان می‌دهد که مسیر تولید، توزیع اندازه ذرات، و مورفولوژی ذرات می‌تواند بر پردازش دیرگداز تأثیر بگذارد. این یافته‌های سطح کل نباید مستقیماً به یک گرید میکروپودر بدون داده‌های ویژه گرید منتقل شوند (Schafföner et al., 2017).
بدنه های نسوز غنی از آلومینا
در مواردی که به سنگدانه یا ماتریس مبتنی بر کوراندوم نیاز است، یک درجه WFA ممکن است به عنوان یک ماده خام کاندید ارزیابی شود. مناسب بودن کسر ریز پودر - و نقش آن به عنوان یک سنگدانه، ماتریس ریز یا سایر اجزاء - باید برای فرمولاسیون خاص مشخص شود.
فرمولاسیون سرامیکی مقاوم در برابر سایش
درجه WFA ممکن است در جایی که سختی ساینده مرتبط است ارزیابی شود. با این حال، عملکرد سایش یک بدنه سرامیکی تمام شده به ریزساختار کامل آن بستگی دارد و باید با استفاده از محصول نهایی اندازه گیری شود.
کاربردهای ساینده
در جایی که WFA به عنوان یک محیط ساینده در نظر گرفته می شود، باید نام شن مورد نیاز، توزیع اندازه ذرات، رفتار برش و هدف پایان سطح مشخص شود. FEPA 42-2:2006 یک سیستم درجه بندی میکروگریت را ارائه می دهد اما به خودی خود عملکرد کاربرد را ایجاد نمی کند (فدراسیون تولیدکنندگان اروپایی مواد ساینده، 2006).
سوالات کلیدی مشخصات
هنگام ارزیابی گرید میکرو پودر WFA، پارامترهای زیر باید با استفاده از مشخصات قابل اجرا و گواهی آنالیز لات (COA) تایید شوند:
• ترکیب شیمیایی: مؤلفه اصلی گزارش شده و ناخالصی های مربوط به کاربرد را در مشخصات کاربردی تأیید کنید. به عنوان مثال، Na2O، SiO2، و Fe2O3 ممکن است بسته به کاربرد مرتبط باشند.
• توزیع اندازه ذرات: بسته به روش اندازه گیری و مشخصات مشتری، PSD ممکن است با استفاده از قطر صدک یا روش دیگر درجه بندی توافق شده گزارش شود.
• مورفولوژی ذرات: مورفولوژی ذرات به خرد کردن، شکل دهی و طبقه بندی بستگی دارد. ادبیات سطح سنگدانه نشان می‌دهد که آلومینا ذوب شده و متخلخل می‌تواند در مورفولوژی متفاوت باشد، اما درجه میکروپودر واقعی باید مستقیماً مشخص شود (Schafföner et al., 2017).
• سازگاری Lot-to-Lot: الزامات سازگاری را با تامین کننده بررسی کنید.
• بسته بندی و کنترل آلودگی: الزامات بسته بندی و جابجایی را برای برنامه مورد نظر تأیید کنید.
تست مواد خام و بدن تمام شده
بسته به کاربرد و مشخصات مورد توافق، بررسی‌های مواد خام ممکن است شامل آنالیز شیمیایی، آنالیز اندازه ذرات، محتوای رطوبت، چگالی ظاهری و آزمایش آلودگی مغناطیسی باشد. اینها بررسی های تدارکات و صلاحیت هستند، نه ضمانت های عملکرد.
آزمایش سرامیکی یا دیرگداز نهایی ممکن است شامل تخلخل ظاهری، چگالی ظاهری، استحکام خمشی، مقاومت در برابر سایش، نسوز بودن تحت بار و مقاومت در برابر شوک حرارتی باشد. این خواص باید با استفاده از بدنه کامپوزیت نهایی به جای پودر خام به تنهایی ارزیابی شوند. عملکرد سرامیک به ترکیب، پردازش و ریزساختار بستگی دارد. بنابراین، خواص مواد خام مستقیماً به خواص بدن نهایی تبدیل نمی شود (ریدل و چن، 2015).
حدود شواهد
ادبیات فنی در مورد سنگدانه‌های آلومینا ذوب شده، بینش مفیدی را در مورد اینکه چگونه مسیر تولید، توزیع اندازه ذرات و مورفولوژی ذرات می‌تواند بر پردازش دیرگداز تأثیر بگذارد، ارائه می‌کند (Schafföner et al., 2017). با این حال، این یافته‌ها در سطح کل اعمال می‌شوند و نباید تصور شود که برای گریدهای ریز پودر بدون داده‌های مخصوص درجه اعمال می‌شوند.
علم سرامیک عمومی ثابت می کند که عملکرد مواد به ترکیب، پردازش و ریزساختار بستگی دارد (Riedel & Chen, 2015). ادعای عملکرد خاصی را برای یک درجه یا برنامه WFA خاص ایجاد نمی کند.
نتیجه گیری
میکرو پودر آلومینا ذوب شده سفیدیک ماده خام است که ممکن است برای کاربردهای منتخب سرامیکی، نسوز و ساینده ارزیابی شود. مناسب بودن آن به درجه ارائه شده، نقش فرمولاسیون، شرایط پردازش و نتایج صلاحیت بستگی دارد. درجه محصول، شیمی، توزیع اندازه ذرات، روش اندازه گیری، نقش فرمولاسیون، شرایط پردازش، و صلاحیت بدنه تمام شده باید در نظر گرفته شوند. فرمول‌سازها باید مشخصات قابل اجرا را تأیید کرده و عملکرد را از طریق آزمایش بدنه نهایی تأیید کنند.
CTA حرفه ای
برای بحث در مورد مناسب بودن گرید آلومینا ذوب شده سفید برای کاربردهای سرامیکی یا نسوز، لطفاً کاربرد مورد نظر، محدودیت های شیمیایی مورد نیاز، توزیع اندازه ذرات هدف و روش اندازه گیری، استاندارد درجه بندی مورد نیاز، نقش مورد نظر در فرمولاسیون، شرایط پخت یا فرآوری، خواص بدنه نهایی هدف و روش های آزمایش مورد نیاز را ارائه دهید.
مراجع
- فدراسیون تولیدکنندگان اروپایی مواد ساینده. (2006). FEPA-Standard 42-2:2006: دانه های اکسید آلومینیوم ذوب شده، کاربید سیلیکون و سایر مواد ساینده برای ساینده های پیوندی و برای کاربردهای عمومی-Microgrits F230 تا F2000. FEPA.
- Riedel, R., & Chen, I.-W. (ویرایش). (2015). علم و صنعت سرامیک، جلد 2: خواص. Wiley-VCH. شابک: 978-3-527-31156-9.
- Schafföner, S., Dietze, C., Möhmel, S., Fruhstorfer, J., & Aneziris, CG (2017). دیرگدازهای حاوی سنگدانه های آلومینا ذوب شده و متخلخل: تحقیقات در مورد پردازش، توزیع اندازه ذرات و مورفولوژی ذرات Ceramics International، 43 (5)، 4252-4262.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.12.067