Проблемы термического напряжения и растрескивания композитных корунд-малитовых поддонов при спекании магнитных материалов и пути их решения

30 10,2025
Восход
Учебное руководство
В данной статье подробно рассматриваются вопросы возникновения и устранения термического напряжения и растрескивания композитных поддонов из корунда и малита в процессе спекания магнитных материалов. Особое внимание уделено стабильности материалов поддонов при высокотемпературном восстановительном газовом режиме и их способности предотвращать металлическое загрязнение. Анализируются причины появления микротрещин, вызывающих включения и дефекты продукции, а также предлагаются практические рекомендации по их устранению. На основе производственных кейсов и технических данных статья предлагает производителям магнитных материалов эффективные решения для повышения качества спекания и оптимизации производственных процессов.
mullite-brick-for-dry-quenching-1.jpg

Решение проблемы термического напряжения и растрескивания композитных корунд-муллитовых поддонов в процессе спекания магнитных материалов

Композитные корунд-муллитовые поддоны занимают ключевую позицию в современных технологиях спекания магнитных материалов. Их высокая чистота, низкая пористость и отличные теплопроводные свойства обеспечивают стабильность технологического процесса и качество конечного продукта. Несмотря на эти положительные характеристики, в процессе высокотемпературного спекания в восстановительной атмосфере часто возникает серьезная проблема — термические напряжения, приводящие к появлению трещин и, как следствие, дефектов в магнитных изделиях.

Характеристика поддонов и их значимость в процессе спекания

Корунд-муллитовые поддоны изготавливаются из высокочистых материалов с параметрами пористости менее 10%, что значительно снижает адсорбцию загрязняющих веществ. Их теплопроводность на уровне 15–20 Вт/(м·К) способствует равномерному распределению температуры по поверхности изделия, предотвращая локальные перегревы. Высокая термостойкость (до 1800 °C) и химическая инертность в восстановительных газовых средах минимизируют риск химического взаимодействия с материалом магнитов.

Причины образования термических напряжений и трещин

Основными факторами, вызывающими термическое растрескивание поддонов, являются:

  • Нерегулярный температурный градиент в процессе нагрева и охлаждения, приводящий к неоднородным деформациям.
  • Неоднородность микроструктуры, возникающая из-за различий в тепловом расширении компонентов корунда и муллита.
  • Долговременное воздействие восстановительной атмосферы, вызывающее деградацию поверхностного слоя и снижение механической прочности.

Такие трещины способствуют инкорпорации посторонних включений в магнитный материал, снижая его свойства и долговечность.

Микроструктура корунд-муллитового поддона после высокотемпературного спекания

Подходы к повышению стабильности и предотвращению дефектов

Исследования и промышленные практики демонстрируют несколько эффективных мер:

  • Оптимизация состава сырья: Повышение доли муллита способствует уменьшению коэффициента термического расширения и улучшает термостойкость.
  • Управление технологическими режимами: Плавное увеличение и снижение температуры с использованием контролируемых газовых потоков позволяет минимизировать температурные градиенты.
  • Применение защитных покрытий: Специальные каталитически нейтральные покрытия препятствуют металлическим загрязнениям и продлевают срок службы поддона.

Связь микротрещин с дефектами магнитного материала

Микротрещины в структуре поддона становятся источником попадания фрагментов материала и примесей, формируя инородные включения (частоты дефектов в пределах от 3 до 7% на партию изделий). Это существенно снижает магнитные характеристики, в частности, коэрцитивную силу и максимальную энергетическую продукцию, что критично для высокоточных приложений.

Кривая температуры и уровни термического напряжения во время цикла спекания

Практические рекомендации по контролю теплофизических параметров

Параметр Рекомендуемое значение Описание
Максимальная температура нагрева 1400–1450 °C Безопасный предел для сохранения структурной целостности
Скорость нагрева ≤ 3 °C/мин Предотвращает резкие температурные перепады
Продолжительность выдержки 2–3 часа Обеспечивает полноценное спекание без перегрева
Атмосфера Водородная, восстановительная Предотвращает окислительные изменения
Поверхностная структура микротрещин и зоны загрязнений на поддоне после спекания

Выявленные микротрещины требуют оперативного восстановления специальными методами запечатывания или замены поддонов с истекшим ресурсом, что критично для поддержания качества магнитных материалов на протяжении всего производственного цикла.

Заключительные технические рекомендации

Комплексное соблюдение рекомендуемых параметров нагрева, использование оптимизированных композиций поддонов и регулярный мониторинг их состояния позволяют значительно снизить риск термических дефектов. Регулярное внедрение методов контроля микроструктуры на основе электронной микроскопии и теплового анализа способствует раннему выявлению повреждений и своевременному принятию корректирующих мер.

Для получения индивидуальных технических рекомендаций и обеспечения максимальной производственной эффективности закажите консультацию у нашей команды технической поддержки по кастомным поддонам. Наши специалисты помогут подобрать оптимальные материалы и настройки, учитывая специфику вашей продукции и производственного процесса.

Имя *
Электронная почта *
Сообщение*

Рекомендуемые продукты

Связаться с нами
Связаться с нами
https://shmuker.oss-accelerate.aliyuncs.com/tmp/temporary/60ec5bd7f8d5a86c84ef79f2/60ec5bdcf8d5a86c84ef7a9a/thumb-prev.png