绿色颗粒的直径是决定烧结铝灰基陶瓷最终力学性能的关键因素。具体而言，与高达 2.0 厘米的较大尺寸相比，将颗粒尺寸减小到约 0.5 厘米可始终产生最高的平均抗压强度。
减小绿色颗粒的尺寸可缩短传热路径，从而优化烧结过程。这会导致更均匀的内部结构和更致密的玻璃相网络，这是抗压强度的根本驱动因素。
尺寸与结构的关系
优化的传热
较小的绿色颗粒具有明显较短的传热路径。这种物理特性使热量能够更快、更有效地渗透到颗粒中心。
在烧结过程中，这确保了材料的整个体积同时达到所需的温度。
内部结构均匀性
直径为 0.5 厘米的颗粒受益于更均匀的内部结构。
较大的颗粒通常会受到热梯度（表面比核心加热更快）的影响，这可能导致不一致。较小的直径可减轻这些变化，从而制造出更可靠的产品。
玻璃相网络的形成
陶瓷强度的最终来源是在烧结过程中形成的玻璃相网络。
由于较小的颗粒加热更均匀、更彻底，因此它们有助于形成更致密的玻璃相网络。这种致密的网络充当坚固的粘合剂，直接导致更高的抗压强度。
理解权衡
直径增加的影响
虽然成型过程通常会产生 0.5 厘米至 2.0 厘米的颗粒，但趋向于该范围的上限会损害强度。
随着直径增加到 2.0 厘米，传热效率会下降。这会阻止形成小样品中看到的紧密、致密的内部结构。
一致性与体积
需要注意的是，虽然较大的颗粒可能提供不同的处理特性，但它们是以牺牲机械性能为代价的。
如果您的应用依赖于陶瓷的结构完整性，那么较大的颗粒带来的轻微便利可能不值得抗压强度降低。
优化您的成型工艺
为确保您生产出尽可能坚固的陶瓷，您必须严格控制成型规格。
- 如果您的主要重点是最大抗压强度：目标是特定的绿色颗粒直径0.5 厘米，以最大化玻璃相网络的密度。
- 如果您的主要重点是质量控制：实施严格的监控，以确保颗粒不会漂移到2.0 厘米的极限，因为这会导致最终产品强度较低、均匀性较差。
通过保持小而一致的颗粒直径，您可以保证卓越结构性能所需的热效率。
摘要表：
| 颗粒直径 | 传热路径 | 内部结构 | 抗压强度 |
|---|---|---|---|
| 0.5 厘米 | 最短/快速 | 高度均匀 | 最大 |
| 1.0 - 1.5 厘米 | 中等 | 部分不一致 | 中等 |
| 2.0 厘米 | 最长/缓慢 | 热梯度 | 最小 |
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参考文献
- Weiwen He, Qifei Huang. Experimental research on mechanical and impact properties of ceramsite prepared from secondary aluminum dross and municipal solid waste incineration ash. DOI: 10.1186/s42834-024-00239-5
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
