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窒化ホウ素噴霧ノズルの設計で考慮すべき重要な要素とは?

粉末金属噴霧プロセスにおいて窒化ホウ素噴霧ノズルは重要な役割を果たします。これらのノズルは、溶融金属を微細な粉末粒子に変換する役割を担い、自動車、航空宇宙、電子機器など様々な産業で使用されています。

熱圧窒化ホウ素噴霧ノズル

窒化ホウ素微粒化ノズルには、ガスアトマイザーと水アトマイザーなど、さまざまなタイプがあります。ガスアトマイザーは、高圧ガスを使用して溶融金属流を微小な液滴に分解し、冷却後に粉末粒子に凝固させます。一方、水アトマイザーは、水ジェットを使用して溶融金属流を粉末粒子に分解します。

 

窒化ホウ素噴霧器ノズルの設計と構造は、効率的で効果的な噴霧を確保するために非常に重要です。窒化ホウ素噴霧ノズルの設計で考慮すべき重要な要素には、以下のようなものがあります:

ノズル形状:ノズルの形状とサイズは、液滴サイズとスプレーパターンを決定する役割を果たします。特定の粒度分布を得るために、さまざまな形状を使用することができます。
ノズルの材質:ノズルを構成する材料は、高い靭性、耐摩耗性、耐食性を備えていなければならないです。一般的な材料としては、ステンレス鋼、タングステンカーバイド、セラミックなどがあります。
ノズルの冷却:アトマイザーのノズルは高温にさらされるため、ウォータージャケットや内部流路などの冷却機構によって過熱を防ぐことができます。
ノズルアライメント:アトマイザーノズルの適切なアライメントは、安定した粉体粒子径と分布を得るために非常に重要です。精密アライメントシステムは、噴霧プロセス中のノズルの正確な位置決めを確実にするために使用されます。

 

窒化ホウ素噴霧ノズルは、必要とされる粉末粒子径の範囲や生産能力など、特定の要件を満たすためにカスタム設計されることが多いです。積層造形などの高度な製造技術は、現在、複雑な形状で性能が向上したアトマイザーノズルを製造するために使用されています。

 

窒化ホウ素噴霧ノズルは、粉末金属を噴霧化し、幅広い用途に使用できる高品質の粉末粒子を製造するための重要なコンポーネントです。


技術セラミックス・アルミナ

アルミナとは

アルミナは化学式Al2O3で表されるアルミニウムと酸素の化合物であり、世界で最も人気のあるファインセラミック材料の一つです。粗く緻密なアルミナには、様々なグレード(主に純度によって特徴付けられる)があり、入手可能な材料の中で最も費用対効果の高いものの一つと見なされています。 アルミナセラミックスその結果、市場に出回っている酸化物セラミックの中で最も幅広い産業分野に対応することができます。
多種アルミナの中で最も一般的なもので、特にアルミナとして知られています。一般的にはアルミナとして知られているが、様々な形態や用途において三酸化アルミニウム、アルミナ、コランダムと呼ばれることもあります。コランダムはα-Al2O3という多結晶相の鉱物として天然に産出し、その変種が宝石ルビーやサファイアを形成しています。

アルミナ・セラミック棒

アルミナは、最も広く使用されているテクニカルセラミックスの一つです。

アルミナは、高い硬度と強度を持ち、耐摩耗性、耐腐食性、高温耐性に優れた技術用セラミックとして広く使用されています。一般的に使用される焼結助剤をほとんど使用しないことで、粒界チャンファの耐食性を最適なレベルまで向上させることができます。数十年にわたる継続的な材料開発により、高性能セラミックスにおいて、このような寸法で他に類を見ない大型部品の製造が可能になりました。微細構造のため、微細加工によって明るい表面品質を達成することができます。

アルミナセラミック基板

つまり、アルミナ(Al2O3)の最も重要な材料特性は以下の通り:

良好な機械的強度
良好な耐熱性
良好な熱伝導性
良好な電気絶縁性
高い硬度
高い耐摩耗性
高い耐食性
優れた表面品質

アルミナ・セラミック棒

アルミナセラミックス成分(Al2O3純度95%~99.99%):

普通のアルミナセラミックス
95%アルミナセラミックス96%アルミナセラミックス99%アルミナセラミックス99.7%アルミナセラミックス
高純度アルミナセラミックス
99.9%純度
異なるアルミナセラミックス部品は、異なる特性と耐用年数を持っています。このセラミック材料は、機械工学やプラント工学における押出機のスクリュー、ノズル、スリップリングなどの多くの用途において、また高温技術においても、非常に汎用性があります。

アルミナの用途

1.電気絶縁

アルミナは、高温・高電圧用途に最適な絶縁材料です。アルミナセラミックスは、発熱体、電気絶縁体、その他の電気部品の製造に使用されています。

2.耐火性材料

セラミック産業におけるアルミナの最も重要な用途のひとつは、耐火物としての利用です。アルミナは融点が高いため、高温炉や窯のライニング材として使用されます。また、アルミナは耐熱衝撃性にも優れており、耐火物用途に最適です。

3.粉砕媒体

アルミナは、セラミック産業の研削媒体としても使用されています。アルミナの硬度と耐摩耗性は、研削用途に理想的な材料です。酸化アルミニウムの粉砕メディアは、ボールミル、振動ミル、その他のタイプの粉砕装置で使用されます。

4.セラミック基板

アルミナは、マイクロチップや回路基板などの電子部品の製造において、基板材料として広く使用されています。アルミナ基板熱や機械的ストレスに強く、過酷な環境での使用に最適です。さらに、酸化アルミニウム基板は優れた電気絶縁性と高い熱伝導性を持っています。

5.医療

アルミナセラミックスは、その優れた生体適合性と耐摩耗性・耐腐食性により、バイオメディカル産業で広く使用されています。アルミナセラミックスは、歯科インプラント、人工関節、その他の医療機器の製造に使用されています。

結論

アルミナセラミックスは、最も広く使用されているセラミック製品です。エンジニアリングの要求に応じて、管、板、棒、ディスク、その他の形状に加工することができ、自動車、石油化学、流体制御、マテリアルハンドリング、工業、パワーエレクトロニクス、半導体などで広く使用されています。


窒化ホウ素(BN)セラミックスの用途

窒化ホウ素(BN)の基本情報

窒化ホウ素(BN)はホウ素と窒素の化合物で、耐熱性、耐薬品性に優れた材料です。様々な結晶形で存在し、類似構造の炭素格子と等電子的です。グラファイトに相当する六方晶系は、BN多形の中で最も安定で柔らかいです。 窒化ホウ素セラミックスは高温装置や金属鋳造に使用できる優れた熱的・化学的安定性を持ち、ナノテクノロジーへの応用も期待できます。

99% 窒化ホウ素(BN)セラミックス
中性還元雰囲気では、窒化ホウ素の耐熱性は2000℃まで、窒素、アルゴンの使用温度では2800℃まで、1000℃以下の酸素雰囲気ではあまり安定しないです。六方晶窒化ホウ素の膨張係数は石英に匹敵するが、熱伝導率は石英の10倍です。

下記の窒化ホウ素(BN)素材がある:

1. 99% BN
2. 99.7% BN
3. BN + AL
4. BN + Si
5. BN + SiC
6. BN + Zirconia
7. BN + ALN

以下は、さまざまな窒化ホウ素(BN)材料の特性である:

さまざまな窒化ホウ素(BN)材料の特性

窒化ホウ素(BN)セラミックスの用途:

1、真空・高温装置用電極絶縁材(99BN、BN+AL)

メリット:2000度の高温耐性、良好な耐熱衝撃性、高い絶縁破壊強度(酸化アルミニウムの3~4倍)、カーボンは酸化アルミニウムよりも大気腐食に強いです。

2、半導体装置用断熱材(99BN、BN+ALN)

メリット:高抵抗、高温耐性、高耐圧性、無公害、耐食性、加工可能です。

3、エアゾール用ノズル(BN 99、BN+AL、BN+SIC、BN+ALN)

主に粉末冶金産業で使用され、エアロゾル化プロセスで金属粉(鉄粉、アルミ粉、銅粉、ステンレス鋼、溶接粉、鉄シリコンアルミ、鉄シリコンニッケル、アルミ鉄ホウ素など)を製造します。
メリット:耐金属腐食性、耐摩耗性、耐熱衝撃性、金属液体との結合や反応がないです。

4、透明セラミック焼結るつぼまたは窒化アルミニウム、窒化ケイ素基板用キャリアプレート(BN 99.7)

メリット:高温耐性(2000度)、高純度(99.7%以上)、製品への汚染なし、高温下での変形なし、製品は接着されません。


高温セラミック管にはどのような材料が使われているか?

高温セラミック材料には多くの種類があり、高温セラミック管に広く使用されています。 弊社は、一般的に使用されているいくつかの超高温セラミック管材料とその特性および用途をご紹介します。

炉用超高温セラミック断熱管

 

アルミナセラミックス:アルミナセラミック管は、高硬度、耐摩耗性、耐高温性、耐食性などの優れた特性を持っています。電子、機械、冶金、化学工業などの分野で重要な役割を果たしています。代表的な用途は、セラミック絶縁体や高温キルンの保護管などです。

高温用99%アルミナセラミック保護管

 

窒化ケイ素セラミックス:窒化ケイ素セラミック管は、高温絶縁性、耐摩耗性、耐熱衝撃性に優れ、多くの分野で広く使用されています。例えば、航空宇宙分野では、その高温性と耐摩耗性により、高温環境下でのエンジンノズル、ガスサーボ機構などの部品の製造に使用できます。化学工業分野では、その耐食性と耐摩耗性により、酸・アルカリ液体輸送パイプライン、触媒担体などの製造に使用できます。 冶金分野では、その高温安定性と優れた機械的特性により、酸およびアルカリ液体輸送パイプライン、触媒担体などの製造に使用できます。高温炉用配管システムの製造にも使用されます。電力分野では、その優れた絶縁特性と機械的強度により、高圧電力ケーブル保護パイプなどの製造に使用できます。

高温セラミックス用窒化ケイ素セラミック管

 

炭化ケイ素セラミックス:炭化ケイ素セラミック高温ケーシングは、良好な高温強度、耐酸化性、耐摩耗性を有し、高温キルン管、熱電対保護管などの製造に使用することができます。

高温炭化ケイ素セラミック管

 

ジルコニアセラミックス:ジルコニアセラミック管は、高強度、耐食性、耐高温性などの特性を持ち、高温炉管、原子炉、熱交換器などの製造に使用できます。

ジルコニア・セラミック製高温ケーシング

 

高温セラミック材料を選択する際には、特定の使用シナリオと要件に従って総合的な検討を行い、材料の性能が要件を満たすようにする必要があります。

 

結論として、適切な高温セラミック材料を選択するには、適用シナリオ、温度範囲、物理的特性、コストおよびその他の要因を総合的に考慮する必要があります。高温セラミックパイプを選択する前に、より正確なアドバイスを得るために、弊社のようなプロのセラミック材料サプライヤーに相談することをお勧めします。

 

弊社の主なセラミック材料は、アルミナ、ジルコニア、窒化ホウ素、窒化アルミナ、窒化ケイ素、機械加工可能なガラスセラミックおよびその他の先端材料です。弊社では、さまざまな製造工程を通じて、金属化セラミック部品、セラミックろう付け部品、セラミックヒーター、セラミック反射板、セラミックポンプ部品、その他のセラミック部品を提供しています。


ホットプレス窒化アルミナの特性

窒化アルミナセラミックスよく使われる焼結方法

熱伝導率の高いAlNセラミックスを作製するためには、焼結工程で2つの問題を解決しなければならないです。一つは材料の緻密性を向上させることです。もう一つは熱伝導率の高い格子中の酸素原子の溶解をできるだけ避けることです。
常温焼結、一般的な焼結方法はいくつかある:
1、常圧焼結
2、熱間加圧焼結
3、高圧焼結
4、大気圧焼結
5、放電イオン焼結
6、マイクロ波焼結

窒化アルミナセラミック板

今回のテーマはホットプレス窒化アルミナ

窒化アルミナセラミックスの焼結温度を下げ、セラミックスの緻密化を促進するために、窒化アルミナセラミックスは、高熱伝導率緻密化AlNセラミックスを調製するための主要なプロセス方法の一つである熱間加圧焼結によって調製することができます。いわゆる熱間加圧焼結は、一定の圧力下でセラミックスを焼結することで、加熱焼結と加圧成形を同時に行うことができます。密度3.26g/cm3、熱伝導率200W/(m.K)のAlNセラミックス焼結体を、25MPa、1700℃の高圧で4時間焼成して作製しました。AlN格子の酸素含有量は0.49wt%であり、1800℃で8時間焼結したAlN焼結体(1.25wt%)に比べて60%以上低く、熱伝導率が向上しました。

窒化アルミナセラミックス板

厦门英诺华(イノファ)新材料有限公司

当社は、窒化アルミナセラミック材料用の高度な生産ラインと高精度の加工能力を有しています。現在、当社は6~12インチのさまざまなサイズの窒化アルミナセラミックウェハーと、直径320mm、厚さ26mmを超える大型窒化アルミナセラミックプレートの生産が可能です。これらの大型ALNセラミックウェハは、高熱伝導性窒化アルミナヒーティングパッドの製造に使用できます。


Advanced Ceramics Show on The 9th China (Jingdezhen) International Ceramic Fair

The 9th China (Jingdezhen) International Ceramic Fair on 18th-22th Oct 2012,

The principal exhibitions of the Fair include:
1, Daily-use Ceramics
2, Creative Ceramics
3, Overseas Ceramics
4, Advanced Ceramics
5, Ceramic Packaging
6, Tea-sets & Tea-ceremonies
7, Art Ceramics
8, Contemporary International Ceramic Exhibition
9, Exhibition of Finest Ceramics from Ten Famous Kiln Sites

Some interesting products show as below;

Alumina Ceramic Pen

Alumina Ceramic Pen

Alumina Ceramic Bend Tube

Alumina Ceramic Bend Tube

Alumina Ceramic Faucet with applique galze

Alumina Ceramic Faucet with applique glaze

Alumina Ceramic Tube and Ring

Alumina Ceramic Tube and Ring

Other Advanced Ceramic Components

Other Advanced Ceramic Components

Advanced Ceramic Components for daily-used

Advanced Ceramic Components for daily-used

Ultra-thin Transparent Ceramic Lighting

Ultra-thin Transparent Ceramic Lighting

Zirconia Ceramic Components

Zirconia Ceramic Components

Zirconia Ceramic Roller

Zirconia Ceramic Roller

 


Introductions of Alumina Ceramics Materials

alumina ceramic components

At present, innovacera’s alumina ceramics material is including two types: high-purity and ordinary.

The high-purity alumina ceramic series is the ceramic material with Al2O3 content of over 99.9%. Due to its sintering temperature up to 1650-1990C and transmission wavelength of 1 ~ 6μm, it is usually made into molten glass to replace the platinum crucible: Cause its light transmittance and alkali metal corrosion resistance, it can be used as a sodium tube for HID application; in the electronics industry, it can be used as integrated circuit ceramics substrate and high-frequency insulating materials.

According to the difference in Al2O3 content, the ordinary type alumina ceramic series is divided into 99 ceramics, 95 ceramics, 90 ceramics, 85 ceramics etc. The ceramics with Al2O3 content of 80% or 75% is also classified as ordinary alumina ceramic series. Innovacera produce alumina all is above 92% Alumina.

Among these, 99 alumina ceramic materials are used for producing high-temperature crucible, refractory furnace tubes and special wear-resistant materials such as ceramic bearings, ceramic seals and valve films and so on.

95 alumina ceramics are mainly used as corrosion-resistant and wear-resistant parts.

85 ceramics are often mixed in some steatites, thus improving electrical performance and mechanical strength.

It can be sealed with molybdenum, niobium, tantalum and other metals and some are used as electro-vacuum devices.


Could ancient Egyptians hold the key to 3D printed ceramics?

A 7,000 year old technique, known as Egyptian Paste (also known as Faience), could offer a potential process and material for use in the latest 3D printing techniques of ceramics, according to researchers at UWE Bristol.

Professor Stephen Hoskins, Director of UWE’s Centre for Fine Print Research and David Huson, Research Fellow, have received funding from the Arts and Humanities Research Council (AHRC to undertake a major investigation into a self-glazing 3D printed ceramic, inspired by ancient Egyptian Faience ceramic techniques. The process they aim to develop would enable ceramic artists, designers and craftspeople to print 3D objects in a ceramic material which can be glazed and vitrified in one firing.

The researchers believe that it possible to create a contemporary 3D printable, once-fired, self-glazing, non-plastic ceramic material that exhibits the characteristics and quality of Egyptian Faience.

Faience was first used in the 5th Millennium BC and was the first glazed ceramic material invented by man. Faience was not made from clay (but instead composed of quartz and alkali fluxes) and is distinct from Italian Faience or Majolica, which is a tin, glazed earthenware. (The earliest Faience is invariably blue or green, exhibiting the full range of shades between them, and the colouring material was usually copper). It is the self-glazing properties of Faience that are of interest for this research project.

Current research in the field of 3D printing concentrates on creating functional materials to form physical models. The materials currently used in the 3D printing process, in which layers are added to build up a 3D form, are commonly: UV polymer resins, hot melted ‘abs’ plastic and inkjet binder or laser sintered, powder materials. These techniques have previously been known as rapid prototyping (RP). With the advent of better materials and equipment some RP of real materials is now possible. These processes are increasingly being referred to as solid ‘free-form fabrication’ (SFF) or additive layer manufacture. The UWE research team have focused previously on producing a functional, printable clay body.

This three-year research project will investigate three methods of glazing used by the ancient Egyptians: ‘application glazing’, similar to modern glazing methods; ‘efflorescent glazing’ which uses water-soluble salts; and ‘cementation glazing’, a technique where the object is buried in a glazing powder in a protective casing, then fired.These techniques will be used as a basis for developing contemporary printable alternatives

Professor Hoskins explains, “It is fascinating to think that some of these ancient processes, in fact the very first glazed ceramics every created by humans, could have relevance to the advanced printing technology of today. We hope to create a self-glazing 3D printed ceramic which only requires one firing from conception to completion rather than the usual two. This would be a radical step-forward in the development of 3D printing technologies. As part of the project we will undertake case studies of craft, design and fine art practitioners to contribute to the project, so that our work reflects the knowledge and understanding of artists and reflects the way in which artists work.”

The project includes funding for a three-year full-time PhD bursary to research a further method used by the Egyptians, investigating coloured ‘frit’, a substance used in glazing and enamels. This student will research this method, investigating the use of coloured frits and oxides to try and create as full a colour range as possible. Once developed, this body will be used to create a ceramic extrusion paste that can be printed with a low-cost 3D printer. A programme of work will be undertaken to determine the best rates of deposition, the inclusion of flocculants and methods of drying through heat whilst printing.

This project offers the theoretical possibility of a printed, single fired, glazed ceramic object – something that is impossible with current technology.


New Book Analyzes Different Processing Techniques of Ceramics and Composites

Research and Markets has included a new book titled ‘Ceramics and Composites Processing Methods’ to its catalogue.

John Wiley and Sons’ new book analyzes the latest fabrication and processing techniques of ceramics and their composites. Advanced ceramic materials hold potential in a wide variety of fields, including aerospace, health, communications, environmental protection and remediation, energy and transportation.

By providing a detailed analysis of major processing methods for ceramics and composites, this book enables manufacturers to select the appropriate processing technique for producing their ceramic products and components with the required properties for different industrial applications.

With content provided by internationally renowned ceramics experts, the new book discusses both conventional fabrication methods and latest and emerging techniques to fulfill the growing demand for highly reliable ceramic materials. In this book, processing techniques for ceramics and composites are classified into sections, namely Densification, Chemical Methods and Physical Methods.

‘Densification’ section covers the basics and processes of sintering, viscous phase silicate processing and pulsed electric current sintering. ‘Chemical Methods’ section analyzes combustion synthesis, reactive melt infiltration, chemical vapor infiltration, chemical vapor deposition, polymer processing, gel casting, sol-gel and colloidal techniques. ‘Physical Methods’ section discusses techniques such as plasma spraying, electrophoretic deposition, microwave processing, solid free-form fabrication, and directional solidification.

Each chapter analyzes a specific processing method in detail. Together, these chapters provide readers extensive and advanced scientific data on different types of methods, techniques and approaches utilized for the fabrication and processing of cutting-edge ceramics and ceramic composites. The book is useful for students and scientists pursuing materials science, ceramics, nanotechnology, biomedical engineering and structural materials.


Multi-Lab Introduces Precision Ground and Polished Zirconia Zirconium Oxide (ZrO2) Capabilities

The latest in a long line of new materials, products and services, is the introduction of Precision ground and polished Zirconia  Zirconium Oxide (ZrO2).

The Multi-Lab group, has an enormous amount of experience in grinding lapping and polishing quartz built up over many years. The Board of Multi-lab could see the opportunity immediately with most if not all of the equipment already in place, it was more a case of investment into the correct and separate diamond tooling.

So as to ensure there is no cross contamination of materials, a very big concern when using subcontract grinding companies, many of whom use the same wheels / tooling for all materials, (Hard metals such as Tungsten Carbide Ect) which can result in submicron metal particles being embedded into the surface of the ultra-pure ceramic, This is very often, completely unacceptable for a ceramic / zirconia application, as many are used in the, Chemical, Food and Medical industries.

Zirconium Oxide is a very versatile material, with very specific properties.

Typically Zirconium Oxide used in the production of:

  1. Wear and corrosion  Acid / Alkali resistant pump parts, Shafts, Bearings & Liners  ect
  2. Dosing pumps, pistons and bodies.
  3. Cutting blades, Industrial, as well as kitchen knives
  4. Seals & Valves
  5. Tips for sensors

Zirconia is generally stabilized with either Yttria or Magnesia but Alumina toughened is also available. Some grades can operate in excess of 2000 deg C but with a limited life the higher you go.

Typical advantages over many other ceramic materials:

  • High Toughness
  • High Hardness
  • High Wear resistance
  • High Strength
  • High resistance to fracture with a good modulus of elasticity
  • Low thermal conductivity
  • Excellent resistance to Acid / Alkali corrosion

Due to a combination of high density and very fine particle size, Multi-Lab have been constantly achieving better than Ra 0.025 um.

Zirconia is also, often the choice of ceramic for bonding to steel due to a very similar thermal expansion.


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