Порошок оксида алюминия не имеет единой спецификации. Его свойства зависят от содержания соды и площади поверхности.

Покупатели по-прежнему присылают нам запросы на поставку, в которых просто указано: “порошок оксида алюминия, 99%”. Это число указывает на то, что речь идет об Al₂O₃. Но она не говорит о том, будет ли порошок спекаться при 1550 °C, подходить ли он для полировки уплотнительной поверхности или же останется в матрице литейного состава, отказываясь уплотняться. Конструктивный разговор начинается с обсуждения четырёх аспектов: содержания соды, удельной поверхности, размера частиц и степени прохождения процесса прожарки в направлении образования альфа-фазы.

Большинство промышленных порошков изначально представляют собой гидрат Байера. Мы подвергаем его прокаливанию, как правило, в диапазоне 1100–1500 °C, чтобы удалить воду и преобразовать его в α-Al₂O₃. Степень интенсивности прокалки определяет размер кристаллов и удельную поверхность по методу БЭТ. Слабо прокаленный порошок может демонстрировать удельную поверхность в несколько квадратных метров на грамм и при этом содержать остатки переходных фаз. У сильно прокаленного сорта удельная поверхность снижается до 0,3–2 м²/г, образуются более крупные первичные кристаллы, и он в основном состоит из альфа-оксида. Реактивный оксид алюминия — это измельчённая версия этой концепции: D50 часто составляет около 1–2 мкм, удельная поверхность по методу БЭТ находится в диапазоне 1–5 м²/г, высокое содержание альфа-фазы; он предназначен для прессования и спекания. Это другой материал по сравнению с неизмельчённым прокаленным оксидом алюминия с D50 60–80 мкм.

Сода — это примесь, значение которой люди недооценивают. В обычной кальцинированной соде содержание Na₂O составляет около 0,3–0,5%. В соде с низким содержанием натрия этот показатель ближе к 0,05–0,15%. В соде с ультранизким содержанием натрия он опускается ниже 0,03%. Натрий действует как флюс. В огнеупорном кирпиче это может быть допустимо. Однако в изнашиваемых деталях с высоким содержанием глинозема, в подложках или в изоляторах свечей зажигания остатки соды приводят к росту зерен, снижению прочности и ухудшению электрических характеристик. Если деталь должна быть белой, плотной и не создавать электрических помех, мы не начинаем с соды обычного качества, надеясь, что печь исправит ситуацию.

Распределение частиц по размерам — это вторая составляющая уплотнения. Матрицу заполняет мономодальный мелкий реактивный порошок. Использование более широкого диапазона фракций может снизить потребность в воде в литьевой смеси, если разместить его между пластинчатым заполнителем и мельчайшей фракцией реактивного порошка. Если добавить в шликер неправильное значение D90, получится либо порода, из которой не удастся удалить воздух, либо суспензия, которая осядет до начала заливки. Для полировальных порошков важнее твердость и размер кристаллов, чем способность к спеканию. Крупные, твёрдо прокаленные кристаллы режут. Мелкий, мягко прокаленный материал полирует. Один и тот же химический состав на упаковке. Противоположные задачи.

Нас также просят обращаться со спеченным зерном и табулярным материалом так, как будто это порошок. Но это не так. Спеченный оксид алюминия подвергается плавлению и дроблению. Таблетированный оксид алюминия спекается при температуре около 1800–1900 °C в плотные пластины, а затем измельчается до размера заполнителя. Эти материалы служат каркасом в смеси. Прокаленные и реактивные порошки представляют собой мелкую фракцию, которая должна обеспечивать связь.

Если вы заказываете порошок оксида алюминия, укажите в спецификации содержание Na₂O, BET, D50/D90, содержание альфа-фазы и LOI, прежде чем обсуждать цену. Al₂O₃ 99,5% с содержанием соды 0,4% и медианой размера частиц 70 мкм не будет вести себя как реактивный порошок с низким содержанием соды и размером частиц 1,5 мкм, какими бы схожими ни казались результаты анализа. Печь не исправит неправильный выбор порошка. Она лишь сделает эту ошибку необратимой.