在陶瓷材料、口腔醫(yī)療、電子元件等領(lǐng)域,氧化鋯憑借高強(qiáng)度、高韌性、耐高溫及生物相容性好等優(yōu)異性能,成為重要選擇。而氧化鋯從粉末到成品的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——燒結(jié),離不開專業(yè)化的氧化鋯燒結(jié)爐。該設(shè)備通過(guò)精準(zhǔn)控制高溫?zé)Y(jié)過(guò)程,實(shí)現(xiàn)氧化鋯粉末的致密化成型,為氧化鋯產(chǎn)品的性能穩(wěn)定提供核心工藝保障,廣泛應(yīng)用于氧化鋯陶瓷刀具、電子陶瓷元件等生產(chǎn)場(chǎng)景。?
氧化鋯燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍繞“精準(zhǔn)控溫、均勻加熱、氣氛調(diào)控”三大核心需求展開,主要由爐體、加熱系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、氣氛控制系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)組成。爐體采用雙層殼體結(jié)構(gòu),內(nèi)層為高純氧化鋁或莫來(lái)石耐火材料,外層為保溫棉,有效減少熱量損耗,爐門配備密封硅膠圈,確保爐內(nèi)氣密性;加熱系統(tǒng)采用分布均勻的硅鉬棒、硅碳棒或電阻絲作為加熱元件,可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)溫度均勻分布;溫控系統(tǒng)由高精度熱電偶、PID溫控儀及可編程邏輯控制器組成,支持多段升溫曲線設(shè)定;氣氛控制系統(tǒng)通過(guò)流量計(jì)與閥門調(diào)節(jié)氮?dú)狻⒀鯕獾缺Wo(hù)氣體的通入量,防止氧化鋯燒結(jié)過(guò)程中被污染;冷卻系統(tǒng)采用水冷卻或強(qiáng)制風(fēng)冷卻,實(shí)現(xiàn)燒結(jié)后快速降溫,提升生產(chǎn)效率。?
其工作原理是基于“粉末冶金燒結(jié)理論”:將成型后的氧化鋯生坯放入爐內(nèi),按照預(yù)設(shè)的升溫曲線逐步升溫,在高溫下氧化鋯顆粒表面原子擴(kuò)散,顆粒間孔隙逐漸縮小并結(jié)合,實(shí)現(xiàn)致密化;保溫階段確保坯體均勻燒結(jié),減少內(nèi)部應(yīng)力;隨后通過(guò)冷卻系統(tǒng)控制降溫速率,避免因降溫過(guò)快導(dǎo)致產(chǎn)品開裂。整個(gè)過(guò)程中,溫控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度,精度可達(dá)±1℃,氣氛控制系統(tǒng)維持爐內(nèi)惰性或氧化性氣氛,保障燒結(jié)質(zhì)量。?
相較于普通陶瓷燒結(jié)爐,氧化鋯燒結(jié)爐的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在“高溫穩(wěn)定性”“控溫精準(zhǔn)性”與“工藝適配性”三大維度。其一,高溫性能突出,最高工作溫度可達(dá)1800℃,滿足氧化鋯及其他高溫陶瓷的燒結(jié)需求,加熱元件使用壽命長(zhǎng);其二,控溫精度優(yōu)異,采用多段PID溫控,可設(shè)定復(fù)雜的升溫、保溫、降溫曲線,爐內(nèi)溫度均勻性≤±5℃,確保批量產(chǎn)品燒結(jié)一致性;其三,工藝適配靈活,支持氣氛燒結(jié)、真空燒結(jié)等多種模式,可根據(jù)氧化鋯產(chǎn)品類型調(diào)整工藝參數(shù),適配不同密度、強(qiáng)度要求的產(chǎn)品生產(chǎn)。?
在實(shí)際應(yīng)用中,氧化鋯燒結(jié)爐的價(jià)值覆蓋多領(lǐng)域產(chǎn)品生產(chǎn)。口腔醫(yī)療領(lǐng)域,用于氧化鋯牙冠、牙橋的燒結(jié)成型,通過(guò)精準(zhǔn)控溫確保修復(fù)體尺寸精度與生物相容性,避免因燒結(jié)不均導(dǎo)致的崩裂;陶瓷刀具領(lǐng)域,燒結(jié)過(guò)程中控制氧化鋯晶粒生長(zhǎng),使刀具硬度達(dá)到HRC88以上,同時(shí)保持良好韌性;電子陶瓷領(lǐng)域,用于氧化鋯陶瓷基板、傳感器陶瓷元件的燒結(jié),通過(guò)致密化處理提升產(chǎn)品絕緣性能與機(jī)械強(qiáng)度;工業(yè)耐磨領(lǐng)域,生產(chǎn)氧化鋯耐磨陶瓷襯板、噴嘴,燒結(jié)后產(chǎn)品密度可達(dá)6.0g/cm³以上,耐磨性是氧化鋁陶瓷的3倍。?
使用氧化鋯燒結(jié)爐時(shí)需注意三點(diǎn):一是燒結(jié)前需去除生坯中的粘結(jié)劑,避免高溫下粘結(jié)劑揮發(fā)導(dǎo)致產(chǎn)品開裂;二是根據(jù)產(chǎn)品尺寸合理排布爐內(nèi)空間,確保受熱均勻;三是定期校準(zhǔn)熱電偶與溫控系統(tǒng),防止溫度偏差影響燒結(jié)質(zhì)量。