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#Actualités du secteur
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Matériaux en céramique agglomérés - gestion de mélange de gaz
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L'influence des atmosphères faites sur commande au-dessus des matériaux en céramique agglomérés.
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Les matériaux en céramique sont les composés solides non métalliques caractérisés par une structure cristalline ou semi-cristalline. Dur mais fragile, fort dans la compression mais faible dans le cisaillement et la tension, caractérisés par la bonne inertie chimique et la résistance à hautes températures, les matériaux en céramique peuvent être tous deux trouvés en nature (en grande partie oxydes) ou artificiellement synthétisés pour créer des produits avec les propriétés faites sur commande. En raison de leurs propriétés mécaniques, électriques et optiques spécifiques, les matériaux en céramique représentent une famille des composés utilisés dans un champ des applications extrêmement vaste.
• Métallurgie
Les carbures cimentés, également connus sous le nom de métaux durs, sont un groupe de matériaux de céramique caractérisés par un mélange des carbures en métal incorporés dans une matrice de cobalt ou nickel. Les propriétés physiques des en métal durs les rendent particulièrement appropriés à la production des outils de coupe et des composants antiusure.
• L'électronique
La production industrielle à grande échelle et les secteurs de R&D exploitent l'éventail de caractéristiques liées aux matériaux en céramique. Des composés avec la microstructure et/ou la composition différentes sont constamment développés afin d'obtenir des appareils électroniques avec des représentations augmentées. Les semi-conducteurs, les diélectriques et les composés ferroélectriques sont les composants fondamentaux pour chaque application électronique moderne mais les matériaux en céramique promettent également que les substrats pour la création des semi-conducteurs des piles à combustible (production d'électricité), des dispositifs à semi-conducteur (production de l'oxygène pur), des supraconducteurs (dispositifs RMN améliorés) et beaucoup d'autres.
La fabrication des matériaux en céramique est réalisée avec beaucoup de techniques avancées, une des plus commune agglomère.
L'agglomération est les techniques que cette note d'application est concentrée sur en raison de l'en atmosphère contrôlée, requis pendant le processus de synthèse pour obtenir les produits satisfaisants. MCQ offre ses séries de mélangeurs de gaz comme instruments idéaux pour créer les atmosphères faites sur commande fortement précises, facilement adaptables aux projets de R&D visant l'amélioration des résultats d'agglomération.
Agglomération.
Le principe de base de cette technique est la possibilité pour créer des objets des poudres, exploitant le phénomène de diffusion. Le processus consiste en tenant les poudres à l'intérieur d'un moule (a correctement formé pour obtenir l'objet désiré) et puis en chauffant le système pour augmenter la diffusion entre les particules de poudre afin de réaliser la coalescence des grains. Les liaisons chimiques qui sont établies entre les grains effectivement créent un nouvel objet solide des poudres commençantes. Le processus de chauffage continue jusqu'à ce que les connexions soient considérées satisfaisantes. Ce mécanisme partage quelques similitudes avec le processus « de fonte et de solidification » commun, mais la technique d'agglomération offre quelques avantages apparents :
• La température fonctionnante. L'atteinte du point de fusion (m.p.), particulièrement avec le tungstène ou le molybdène des matières premières (m.p.>2600°C) est généralement ennuyeux et souvent industriellement sans attrait. Le processus d'agglomération se produit à des températures sensiblement plus basses (autour de la moitié du m.p.), rendant le processus de fabrication plus facile et plus abordable.
• Contrôle de Densification. Le mécanisme de la coalescence entre les particules de poudre mène à la formation des produits poreux. Le Densification, c.-à-d. la réduction progressive de la porosité qui se produit naturellement pendant le processus d'agglomération, peut être commandé en contrôlant les paramètres fonctionnants.
• Contrôle de grosseur du grain. La croissance des grains, strictement liée au densification, est un autre phénomène a généralement observé pendant l'agglomération. Avec la porosité, le grosseur du grain affecte fortement les propriétés chimiques et physiques des matériaux en céramique agglomérés.
La polyvalence de cette technique laisse créer des matériaux avec les configurations spécifiques en contrôlant les conditions de traitement. La qualité et les propriétés des produits finis sont non seulement affectées en travaillant la température mais également par des additifs (composés mélangés aux poudres en petite quantité), pression d'utilisation et composition de l'atmosphère de système. L'atmosphère de travail est un paramètre particulièrement critique. Beaucoup de processus d'agglomération prouver leur efficacité avec de l'air standard en tant que les atmosphères de travail mais gaz purs ou les mélanges faits sur commande sont souvent exigés pour réaliser les effets désirés.
Gaz purs.
Les gaz purs représentent la condition de travail standard pour l'agglomération. Azote ou argon habituellement remplacer l'air quand la présence de l'oxygène peut négativement affecter les résultats de processus, alors que l'oxygène pur peut être employé pour créer extrêmement des états d'oxydant. Quand les conditions réductrices graves sont nécessaires, l'agglomération peut être conduite sous l'hydrogène pur. L'influence forte des conditions de traitement sur les matériaux agglomérés mène beaucoup d'expériences être effectuées dans différentes atmosphères, commutant entre de divers gaz purs pour vérifier n'importe quelle amélioration possible liée aux paramètres fonctionnants changés. Cependant, le choix des gaz purs représentent une condition limite, en particulier pour la R&D.
Mélanges faits sur commande.
Beaucoup de travaux de littérature, pendant la décennie passée, ont prouvé le rôle fondamental des mélanges faits sur commande de gaz aux résultats avancés spécifiques réalisés. L'utilisation des atmosphères faites sur commande augmente considérablement l'expérimentation de base, augmentant la gamme des conditions de travail et élargissant par conséquent l'éventail des propriétés des matériaux agglomérés.
• L'oxygène.
L'oxygène est un élément clé pour l'expérimentation d'agglomération, sa présence affectant rigoureusement le produit fini. L'efficacité et la qualité des membranes de mélangé-conduite (appliquées dans des séparations de gaz/vapeur et des réactions chimiques catalytiques) et des encres piézorésistives (utilisées généralement pour le développement de capteur de pression) dépendent fortement de la conductivité électrique, qui peut être facilement modulée avec le règlement de l'oxygène % dans l'atmosphère d'agglomération. La quantité relative de l'oxygène affecte également la densité finale des matériaux agglomérés, influence le processus du densification, change la température d'agglomération, et global contribue au processus de l'optimisation de paramètres.
• CO, CO2, H2
D'autres composés de gaz, dont les propriétés chimiques sont exploitées pour l'agglomération, sont les oxydes et l'hydrogène de carbone. Des mélanges contenant une combinaison de dioxyde de carbone (CO2) et de l'oxyde (Co) a été employés pour la synthèse des spinelles (matière première pour dispositifs électriques/acoustiques) ou des préparations métallurgiques de poudre, alors que de l'hydrogène a été employé en combination avec l'azote ou l'argon pour la diverse expérimentation réductrice de mélanges.
MCQ GB100.
MCQ a développé récemment la série de mélangeurs de gaz, les produits idéaux pour la gestion faite sur commande de jusqu'à 6 de composants mélanges de gaz. Conçu après le « laboratoire le principe dans boîte », qui remplace la configuration encombrante standard des contrôleurs d'écoulement de la masse liés à un boîtier de contrôle externe, la série de mélangeurs de gaz sont des instruments professionnels qui permettent la création et immédiatement le contrôle intuitifs des atmosphères désirées avec la haute précision (exactitude de 1% pour chaque canal), la répétabilité élevée (0,16% de valeur de lecture) et le temps de réponse le plus rapide pour les changements de point de consigne de valeur disponibles sur le marché. Des arrangements et les configurations de mélangeurs de gaz peuvent être facilement contrôlés avec le logiciel de directeur de mélangeur de gaz de MCQ, empaqueté avec les instruments et compatible avec le fonctionnement de bureau et d'ordinateur portable avec n'importe quel système d'exploitation de Windows (à partir de Windows XP).
Configuration matériel.
Un exemple de configuration matériel de série de mélangeurs de gaz de MCQ est représenté dans l'image. Les instruments fonctionnent avec les gaz secs et non-agressifs. Les sources de gaz peuvent être pures ou des mélanges (en nos gaz purs d'exemple ont été choisis pour la simplicité). Les cylindres de gaz sont reliés aux instruments par des tubes de 6 millimètres de diamètre et un clapet anti-retour est installé suivant chaque ligne en tant que dispositifs de prévention de refoulement. Chaque milieu de gaz est relié et commandé par un canal consacré des mélangeurs de gaz. Encore tube de 6 millimètres relie finalement les instruments aux fours de frittage en lesquels l'expérience a lieu. UN PC est relié aux mélangeurs de gaz par une connexion simple d'USB. Toutes les caractéristiques d'instruments et propriétés de mélange de gaz peuvent alors être de contrôler avec le logiciel de directeur de mélangeur de gaz.