Yn ystod camau cynnar ymchwil alwmina purdeb uchel, yn enwedig pan ddaeth Tsieina i mewn i'r diwydiant am y tro cyntaf, daeth cyflawni datblygiadau purdeb yn obsesiwn.
Am gyfnod hir, roedd gwerthusiad marchnad y diwydiant yn arfer defnyddio graddau purdeb - 4N (99.99%), 5N (99.999%), 6N (99.9999%) - fel prif ddangosydd gallu technegol cwmni.
Felly, mae syniad sy'n cael ei gamddeall yn eang yn parhau yn y diwydiant alwmina purdeb uchel: po uchaf yw'r purdeb, y mwyaf gwerthfawr yw'r cynnyrch. Mae llawer yn tybio'n naturiol y dylai symud o 99.99% i 99.999% luosi'r pris sawl gwaith drosodd.
Ond bydd y rhai sy'n gweithio'n wirioneddol yn y maes hwn yn dweud wrthych, wrth i weithgynhyrchu diwedd uchel i lawr yr afon barhau i uwchraddio, unwaith y bydd purdeb alwmina yn croesi'r trothwy 4N, mai dim ond tocyn i fynd i mewn i'r farchnad premiwm yw "purdeb uchel". Yr hyn sy'n pennu gwerth cynnyrch a safle'r farchnad yn wirioneddol yw paramedrau llawer mwy cymhleth na phurdeb.
Mae'r rhain yn cynnwys maint a dosbarthiad gronynnau, morffoleg, crisialu dirwy, gwasgaredd uchel, unffurfiaeth, arwynebedd penodol, gweithgaredd sintering, ac ati.
Cymerwch-alwmina purdeb uchel ar gyfer cotio gwahanydd fel enghraifft. Mewn erthygl dechnegol, tynnodd Chongqing Renbing, cynhyrchydd alwmina purdeb uchel Tsieineaidd enwog, sylw at y ffaith bod gan bowdr alwmina, fel elfen allweddol o slyri cotio, ei burdeb, dosbarthiad maint gronynnau, a gwasgariad a allai effeithio ar sefydlogrwydd slyri ac ansawdd cotio terfynol. Pwysleisiwyd tri metrig purdeb, dosbarthiad maint gronynnau, a gwasgaredd ar yr un pryd.
Heddiw, gadewch i ni drafod y ffactorau hyn a all roi hwb i "werth" alwmina purdeb uchel.
01 Purdeb: Tocyn Mynediad
Mae purdeb wrth gwrs yn bwysig, oherwydd bod effeithiau amhureddau yn wrthrychol ac yn benodol: mae amhureddau haearn yn achosi i ddeunyddiau sintered droi'n ddu a diflas; mae amhureddau sodiwm a photasiwm yn diraddio perfformiad trydanol; gall calsiwm a magnesiwm achosi tyfiant grawn annormal.
Dim ond pan fydd amhureddau'n cael eu tynnu y gellir trawsnewid alwmina. Gellir defnyddio powdr â phurdeb 99.99% ar gyfer cerameg dryloyw, a gellir defnyddio powdr â phurdeb 99.999% ar gyfer saffir.
Heb purdeb uchel fel sylfaen, mae pob perfformiad a chymhwysiad dilynol yn amhosibl.
Ar ben hynny, gall 99.99%-y rhif hwn ymddangos yn syml, ond mae eisoes yn hidlo'r mwyafrif helaeth o gynhyrchwyr. Mae cael gwared ar amhureddau fel haearn, silicon, sodiwm a chalsiwm fesul un o alwmina yn her i derfynau gallu prosesau ar bob cam. Mae pob archeb o'r cynnydd mewn purdeb yn lluosi anhawster technegol yn esbonyddol.
Fodd bynnag, yn y pen draw, "dangosydd trothwy" yn unig yw purdeb-ar ôl ei groesi, mae'n peidio â bod yn wahaniaethydd allweddol. Hyd yn oed os gall gwahaniaethau purdeb arwain at fylchau pris sylweddol, gall amrywiadau mewn paramedrau microstrwythur achosi gwahaniaethau pris ymhlith cynhyrchion o'r un radd 4N i fod hyd yn oed yn fwy.
02 Maint a Dosbarthiad Gronynnau: "Cerdyn Adnabod" y Byd Micro
Maint a dosbarthiad maint gronynnau yw paramedrau ffisegol mwyaf sylfaenol a chritigol alwmina purdeb uchel.
Mae maint gronynnau yn pennu'n uniongyrchol ymddygiad sintering y powdr, dwysedd pacio, a microstrwythur y cynnyrch terfynol. Ar gyfer cerameg, a siarad yn gyffredinol, y mwyaf mân yw'r gronynnau, y gorau. Yn ôl y ddamcaniaeth sintro sy'n bodoli eisoes, mae cyfradd dwyseddu corff gwyrdd mewn cyfrannedd gwrthdro â maint y gronynnau (neu ei bŵer)-mae gronynnau llai yn ffafrio sintro.
Nid yw'n hawdd cael powdr alwmina purdeb mân iawn. Ar wefan Daimei Chemical, gallwn weld y gallant reoli maint y gronynnau cynradd i 90 nm, ond ar ôl ei galchynnu'n bowdr masnachol, mae'r D50 yn cyrraedd 140 nm-ac mae hwn eisoes yn lefel alwmina purdeb o'r radd flaenaf yn y byd, gan wneud datblygiadau pellach yn hynod o anodd.
Yn fy marn i, yr hyn sy'n bwysicach na "maint gronynnau mân" yw "dosbarthiad cul."
Mae dosbarthiad eang yn golygu gronynnau bras neu ddirwyon gormodol, gan arwain at grynodiad straen yn ystod sintering, mwy o fandylledd, a lleihau dwysedd cynnyrch yn sylweddol. Mae AKP-30 Sumitomo Chemical wedi dod yn glasur yn union oherwydd ei fod yn cyflawni dosbarthiad cul a sefydlog ar faint gronynnau 0.3-micron, ynghyd ag arwynebedd arwyneb penodol o 7.4 m² / g, gan alluogi dwysedd uchel o dan dymereddau sintro confensiynol.
03 Morffoleg: Nid "Edrych Da" yn unig
Nid yw morffoleg gronynnau yn fater esthetig o bell ffordd-mae'n un swyddogaethol.
Mae morffolegau'n cynnwys sfferau, polyhedra, platennau, gwiail, gronynnau wedi'u malu afreolaidd, ac ati. Mae morffoleg yn pennu'n uniongyrchol ddwysedd swmp, dwysedd tapiau, llifadwyedd, a sefydlogrwydd gwasgariad slyri.
Mae gronynnau sfferig, oherwydd eu llifadwyedd da, dwysedd pacio uchel, a dosbarthiad mandwll unffurf, yn caniatáu rheolaeth effeithiol ar dwf grawn a dileu mandwll yn ystod ffurfio a sintering, gan arwain at ficrostrwythur unffurf a pherfformiad cyson. Mae gronynnau lled-sfferig hefyd yn cael eu hystyried yn fuddiol ar gyfer gwasgariad.
Ffynhonnell delwedd: Yangzhou Zhongtianli
I'r gwrthwyneb, mae gronynnau onglog afreolaidd nid yn unig yn dangos llifadwyedd gwael ond hefyd yn dueddol o achosi crynodiadau straen a diffygion wrth ffurfio, gan effeithio'n uniongyrchol ar ddwysedd a phriodweddau mecanyddol y corff sintered. Am y rheswm hwn, mae patentau yn cynnig yn benodol cynhyrchu cynhyrchion alwmina purdeb uchel gyda "sphericity da, gronynnau hawdd eu gwasgaru, a maint crisial cynradd unffurf."
Wrth gwrs, mae gan forffolegau eraill o alwmina purdeb uchel hefyd gymwysiadau rhagorol mewn meysydd penodol, er enghraifft, mae alwmina platennau, gyda'i gymhareb agwedd uchel, mewn sefyllfa anadferadwy o ran caledu cerameg a chaboli sgraffiniol.
04 Crisialaeth gain: Pennu Cyfeiriad Sintro
Mae rheolaeth grisialaidd cain yn cyfeirio at faint crisialog cynradd y powdr. Po finiog yw'r crisialau cynradd, y cryfaf yw'r grym gyrru sintering o dan yr un amodau. Mae astudiaethau'n dangos bod defnyddio powdr Al₂O₃ ultrafine monodispersed gyda chrisialau bach, arwynebedd arwyneb penodol uchel, a gweithgaredd arwyneb uchel-oherwydd y pellteroedd trylediad byr rhwng gronynnau-yn gofyn am dymheredd sintro is ac egni actifadu yn unig i gyflawni dwysedd. Mae peth ymchwil wedi sicrhau gostyngiad o 100 gradd mewn tymheredd calchynnu trwy gyflwyno hadau.
05 Gwasgaredd ac Unffurfiaeth: Y Cysylltiad Critigol rhwng Powdwr a Chynnyrch Gorffenedig
Mae gwasgaredd uchel yn golygu nad yw gronynnau cynradd yn ffurfio crynoadau caled yn hawdd. Unwaith y bydd powdwr yn cynnwys nifer fawr o grynoadau caled, maent yn gweithredu fel gronynnau amhuredd mawr o'u cymysgu'n slyri, gan ffurfio mandyllau, diffygion, a chraciau ar ôl gorchuddio a sintro-dyma un o'r achosion mwyaf cyffredin o gynnyrch isel mewn cerameg pen uchel.
Mae unffurfiaeth yn cwmpasu dau ddimensiwn: yn gyntaf, o fewn un swp, dylai pob gronyn fod yn unffurf o ran maint, morffoleg, a dosbarthiad amhuredd; yn ail, rhaid i elfennau amhuredd beidio â gwahanu'n lleol. Efallai y bydd rhai powdrau yn pasio profion purdeb cyffredinol, ond os bydd swm bach o amhureddau silicon neu sodiwm yn agregu fel clystyrau'n lleol, mae'r amhureddau hynny'n gwahanu ar ffiniau grawn yn ystod sintering, gan achosi methiant inswleiddio ceramig yn uniongyrchol.
Mae gwasgaredd ac unffurfiaeth yn "ddangosyddion anweledig" o bowdr; ni all profion purdeb ganfod y diffygion hyn, ac mae problemau'n dod i'r wyneb yn unig ar ôl i'r cynnyrch terfynol gael ei wneud. Nhw hefyd yw'r eitemau gwerthuso craidd y mae cwsmeriaid i lawr yr afon yn eu defnyddio wrth ddewis cyflenwyr hirdymor.
Yma, mae gen i gwestiwn: a oes perthynas rhwng dosbarthiad maint gronynnau ac unffurfiaeth?
06 Arwynebedd Penodol a Gweithgaredd Sintro: Y Pwynt Cydbwysedd Craidd mewn Rheoli Perfformiad Powdwr
Arwynebedd arwyneb penodol BET yw'r gymhareb o gyfanswm arwynebedd gronynnau i fàs, ac mae cydberthynas fawr rhyngddo â maint gronynnau, morffoleg, a garwedd arwyneb. Po fân yw'r gronynnau, po fwyaf yw'r arwynebedd arwyneb penodol, yr uchaf yw'r gweithgaredd sintro, a'r hawsaf yw cyflawni dwysedd ar dymheredd is.
Ar gyfer gweithgynhyrchwyr cerameg, mae lleihau tymheredd sintro 200-300 gradd yn golygu arbedion ynni sylweddol a llai o draul odyn-pan gaiff hyn ei gyfrifo, efallai mai pris uned uwch powdr premiwm fydd y dewis mwy darbodus mewn gwirionedd.
Yn y bôn, mae gweithgaredd sintering yn adlewyrchiad cynhwysfawr o baramedrau lluosog: mae purdeb yn pennu graddau ymyrraeth amhuredd; maint gronynnau ac arwynebedd penodol yn pennu grym gyrru trafnidiaeth màs; dispersibility yn pennu unffurfiaeth y corff gwyrdd.
Fodd bynnag, dylid nodi, mewn rhai cymwysiadau y tu allan i serameg, nad yw arwynebedd penodol a gweithgaredd sintro yn cael eu pwysleisio. Hyd yn oed o fewn cerameg, mae amheuaeth o hyd a yw arwynebedd arwyneb penodol a gweithgaredd sintro yn rhy uchel yn fuddiol. Dylai'r powdr delfrydol daro cydbwysedd rhwng "gweithgarwch sintro digon uchel" ac "ymddygiad sintro rheoladwy."
Cysondeb Swp: Y Rhwystrau Uchaf mewn Cynhyrchu ar Raddfa Ddiwydiannol
Mewn gwirionedd, nid yw cysondeb swp wedi'i osod yn briodol ochr yn ochr â'r paramedrau perfformiad uchod-nid yw'n briodwedd powdr. Mae paramedrau'n pennu ansawdd nenfwd swp sengl, tra bod cysondeb swp yn cynrychioli llawr masnachol cwmni i raddau helaeth.
Nid yw'n anodd gwneud swp perffaith yn y labordy; yr hyn sy'n anodd yw cynnal yr un lefel ym mhob llwyth. Y rheswm pam mae cwmnïau Japaneaidd fel Daimei Chemical a Sumitomo Chemical wedi cynnal eu safle amlycaf yn y farchnad pen uchel ers amser maith yw nid eu bod yn cyflawni purdeb uwch, ond eu bod wedi cyflawni perffeithrwydd mewn rheolaeth gysondeb swp dimensiwn llawn.
Mae'r cylch ardystio ar gyfer cwsmeriaid pen uchel i lawr yr afon yn para 1-3 blynedd, ac unwaith y bydd cyflenwr cymwys wedi'i ddewis, ni fyddant yn newid ffynonellau powdr yn hawdd. Yn y gorffennol, pasiodd llawer o samplau powdr domestig bob prawf gyda dangosyddion sy'n cyfateb i gynhyrchion a fewnforiwyd, ond roedd amrywiadau swp ar ôl cynhyrchu màs yn eu hatal rhag mynd i mewn i gadwyni cyflenwi cwsmeriaid haen uchaf erioed. Mae cysondeb swp wedi bod yn un o'r tagfeydd mwyaf sy'n atal alwmina pur iawn domestig rhag cyrraedd y farchnad pen uchel.