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#Novedades de la industria
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Materiales de cerámica sinterizados - gestión de mezcla del gas
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La influencia de las atmósferas de encargo sobre los materiales de cerámica sinterizados.
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Los materiales de cerámica son compuestos sólidos nos-metálico caracterizados por una estructura cristalina o semicristalina. Duro pero frágil, fuerte en la compresión pero débil en el corte y la tensión, caracterizados por buena inercia química y resistencia da alta temperatura, materiales de cerámica pueden ser ambos encontrados en la naturaleza (sobre todo óxidos) o sintetizados artificial para crear productos con las propiedades de encargo. Debido a sus propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas específicas, los materiales de cerámica representan una familia de compuestos usados en un campo de usos extremadamente extenso.
• Metalurgia
Los carburos cementados, también conocidos como metales duros, son un grupo de materiales de la cerámica caracterizados por una mezcla de carburos del metal integrados en una matriz del cobalto o níquel. Las propiedades físicas de los metales duros los hacen especialmente convenientes para la producción de herramientas de corte y de componentes antiusuras.
• Electrónica
La producción industrial en grande y los sectores del R&D explotan la amplia gama de las características relacionadas con los materiales de cerámica. Los compuestos con diversas microestructura y/o composición se desarrollan constantemente para obtener los dispositivos electrónicos con funcionamientos aumentados. Los semiconductores, los dieléctricos y los compuestos ferroeléctricos son componentes fundamentales para cada uso electrónico moderno pero los materiales de cerámica también están prometiendo que los substratos para la creación de semiconductores combustible las pilas (producción de electricidad), los dispositivos de estado sólido (producción del oxígeno puro), los superconductores (dispositivos mejorados del RMN) y muchos otros.
La fabricación de materiales de cerámica se alcanza con muchas técnicas avanzadas, una del mas comun está sinterizando.
La sinterización es las técnicas que esta nota de uso se centra en debido al en atmósfera controlada, requerido durante el proceso de la síntesis para obtener productos satisfactorios. MCQ ofrece sus series de las licuadoras del gas como los instrumentos ideales para crear las atmósferas de encargo altamente exactas, fácilmente adaptables a los proyectos del R&D que tienen como objetivo la mejora de los resultados de la sinterización.
Sinterización.
El principio de base de esta técnica es la posibilidad para crear objetos de los polvos, explotando el fenómeno de la difusión. El proceso consiste en sostener los polvos dentro de un molde (formó correctamente para obtener el objeto deseado) y después la calefacción del sistema para aumentar la difusión entre las partículas del polvo para alcanzar la fusión de los granos. Los vínculos químicos que se establecen entre los granos con eficacia crean un nuevo objeto sólido de los polvos que comienzan. El proceso de calefacción continúa hasta que las conexiones se consideren satisfactorias. Este mecanismo comparte algunas semejanzas con el proceso de “fusión y de solidificación” común, pero la técnica de la sinterización ofrece algunas ventajas sensibles:
• Temperatura de trabajo. Alcanzar el punto de fusión (m.p.), especialmente con tungsteno o molibdeno las materias primas (m.p.>2600°C) es generalmente molesto y a menudo industrial poco atractivo. El proceso de la sinterización ocurre en temperaturas perceptiblemente más bajas (alrededor de la mitad del m.p.), haciendo el proceso de producción más fácil y más asequible.
• Control del Densification. El mecanismo de la fusión entre las partículas del polvo lleva a la formación de productos porosos. El Densification, es decir la reducción gradual de la porosidad que ocurre naturalmente durante el proceso de la sinterización, puede ser controlado manejando los parámetros de trabajo.
• Control del tamaño de grano. El crecimiento de granos, conectado estrictamente con el densification, es otro fenómeno observó comúnmente durante la sinterización. Junto con la porosidad, el tamaño de grano afecta fuertemente a las propiedades químicas y físicas de materiales de cerámica sinterizados.
La flexibilidad de esta técnica permite crear los materiales con las características específicas manejando las condiciones de proceso. La calidad y las propiedades de productos finales no sólo son afectadas trabajando temperatura pero también por los añadidos (compuestos mezclados con los polvos en pequeñas cantidades), la presión de trabajo y la composición de la atmósfera del sistema. La atmósfera de trabajo es un parámetro especialmente crítico. Muchos procesos de la sinterización probar su eficacia con aire estándar como las atmósferas de trabajo pero gases puros o mezclas de encargo se requieren a menudo para alcanzar los resultados deseados.
Gases puros.
Los gases puros representan las condiciones de trabajo estándar para sinterizar. Nitrógeno o argón generalmente substituir el aire cuando la presencia de oxígeno puede afectar negativamente al resultado de proceso, mientras que el oxígeno puro se puede utilizar para crear extremadamente condiciones del oxidante. Cuando las condiciones de reducción severas son necesarias, la sinterización se puede conducir debajo del hidrógeno puro. La influencia fuerte de las condiciones de proceso en los materiales sinterizados lleva muchos experimentos a ser realizada en diversas atmósferas, cambiando entre los diversos gases puros para verificar cualquier mejora posible relacionada con los parámetros de trabajo cambiados. Sin embargo, la opción de gases puros representa una condición de limitación, particularmente para los propósitos del R&D.
Mezclas de encargo.
Muchos trabajos de la literatura, durante la última década, probaron el papel fundamental de las mezclas de gases de encargo a los resultados avanzados específicos alcanzados. El uso de atmósferas de encargo aumenta grandemente la experimentación básica, aumentando la gama de condiciones de trabajo y por lo tanto ensanchando el espectro de las propiedades de materiales sinterizados.
• Oxígeno.
El oxígeno es un elemento clave para la experimentación de la sinterización, su presencia que afecta drástico al producto final. La eficacia y la calidad de las membranas mezclado-que conducen (aplicadas en separaciones del gas/del vapor y reacciones químicas catalíticas) y de las tintas piezorresistivas (de uso general para el desarrollo del sensor de la presión) dependen en gran medida de la conductividad eléctrica, que se puede modular fácilmente con la regulación del oxígeno % en la atmósfera de la sinterización. La cantidad relativa de oxígeno también afecta a la densidad final de materiales sinterizados, influencia el proceso del densification, altera la temperatura de la sinterización, y total contribuye al proceso de la optimización de parámetros.
• CO, CO2, H2
Otros compuestos del gas, cuyas propiedades químicas se explotan para sinterizar, son óxidos e hidrógeno del carbono. Las mezclas que contenían una combinación de dióxido de carbono (CO2) y del monóxido (CO) se han utilizado para la síntesis de los rubíes sintéticos (materia prima para los dispositivos eléctricos/acústicos) o de las preparaciones metalúrgicas del polvo, mientras que el hidrógeno se ha utilizado conjuntamente con el nitrógeno o el argón para la diversa experimentación de reducción de las mezclas.
MCQ GB100.
MCQ tiene recientemente desarrollado la serie de las licuadoras del gas, los productos ideales para la gestión de encargo de hasta 6 mezclas de gases de los componentes. Diseñado después el “laboratorio en del principio de una caja”, que substituye la configuración abultada estándar de los reguladores del flujo total conectados con una unidad de control externo, la serie de las licuadoras del gas es los instrumentos profesionales que permiten la creación e inmediatamente el control intuitivos de atmósferas deseadas con la alta precisión (exactitud del 1% para cada canal), la alta repetibilidad (el 0,16% de valor de la lectura) y el tiempo de respuesta más rápido para los cambios setpoint del valor disponibles en el mercado. Los ajustes y las configuraciones de las licuadoras del gas se pueden manejar fácilmente con el software del encargado del mezclador del gas de MCQ, liado con los instrumentos y compatible con el funcionamiento de la mesa y del ordenador portátil con cualquier sistema operativo Windows (a partir de Windows XP).
Configuración de hardware.
Un ejemplo de la configuración de hardware de la serie de las licuadoras del gas de MCQ se representa en la imagen. Los instrumentos funcionan con los gases secos, no-agresivos. Las fuentes del gas pueden ser puras o mezclas (en nuestros gases puros del ejemplo se han elegido para la simplicidad). Los cilindros de gas están conectados con los instrumentos a través de los tubos de 6 milímetros de diámetro y una válvula de control está instalada a lo largo de cada línea como dispositivos de la prevención de la expulsión. Cada medio del gas es conectado y controlado por un canal dedicado de las licuadoras del gas. Otro tubo de 6 milímetros finalmente conecta los instrumentos con los hornos de sinterización en los cuales el experimento ocurre. UNA PC está conectada con las licuadoras del gas a través de una conexión USB simple. Todas las características de los instrumentos y las propiedades de la mezcla de gases pueden entonces ser manejar con el software del encargado del mezclador del gas.