ما هي الألومينا؟

الألومينا هي مادة صلبة ومرنة شديدة المقاومة للتآكل والتآكل. يتم إنتاج هذا المسحوق الأبيض باستخدام عملية باير من البوكسيت الخام، ويشبه في مظهره ملح الطعام أو السكر الحبيبي.

يمكن تشكيل اللدائن الحرارية المقواة بالألياف في مواد مختلفة باستخدام تقنيات التكتل المختلفة وطرق المعالجة الحرارية، مع خصائصها التي تشمل القوة العالية والمتانة الجيدة والتوصيل الكهربائي المنخفض.

نقاوة عالية

لا غنى عن الألومينا ذات النقاء العالي عند تصنيع العديد من المنتجات المختلفة. وتسمح خصائصه بتحمل البيئات المسببة للتآكل مع مقاومة التآكل، مما يقلل من تآكل المكونات. وعلاوة على ذلك، فإن هذه المادة غير سامة وقابلة لإعادة التدوير ومتوافقة مع المعايير البيئية الأكثر صرامة؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن خصائصها الوقائية تفوق خصائص الطلاءات المعدنية السامة مثل الكادميوم والنيكل مع توفير حماية متساوية.

يمكن العثور على الألومينا في مواد البناء والمواد اللاصقة ومانعات التسرب كمادة مضافة تزيد من القوة والمتانة، أو في الخراطيم/الحشيات لزيادة مقاومة التآكل. ويستخدمه مصنعو المطاط كمادة حشو معززة تزيد من قوة الشد والمرونة؛ ويستخدمه مصنعو الطلاء/ الطلاء لزيادة مقاومة الخدش والتآكل.

تُستخدم الألومينا عالية النقاء (HPA) كأساس للياقوت الاصطناعي المستخدم في صناعة شاشات الهواتف الذكية وواجهات الساعات الفاخرة، نظرًا لقوتها وصلابتها وثباتها وثباتها الكيميائي وقدرتها على نقل الأشعة فوق البنفسجية والمرئية والأشعة تحت الحمراء. كما يلعب HPA أيضًا دورًا مهمًا في السيراميك المصمم هندسيًا والذي يوفر مقاومة تآكل متزايدة وثباتًا حراريًا - وهي الخصائص الرئيسية اللازمة لهذه التطبيقات.

99.9%

تُستخدم الألومينا في العديد من المكونات الكهربائية والإلكترونية التي تتطلب طلاءات معدنية سميكة ذات مقاومة جيدة للمواد الكيميائية والبلازما، وقوة عازلة لتطبيقات الجهد العالي، فضلاً عن كونها أحد مكونات السيراميك المصمم هندسيًا أو السيراميك المتقدم/التقني.

يبلغ إجمالي الإنتاج العالمي السنوي من الألومينا حوالي 115 مليون طن سنوياً، حيث يستخدم 90% في صناعة معدن الألومنيوم. كما تُستخدم كمية كبيرة أيضاً كجزء من الحراريات والسيراميك وتطبيقات الصقل والكاشط وكذلك تطبيقات المواد الرابطة ومثبطات الحريق.

خام البوكسيت هو المصدر الرئيسي لإنتاج الألومينا، حيث يتم استخراجه من الأرض وتكريره لإنتاج الألومينا المكررة لنقلها إلى مصانع الألومنيوم للتحليل الكهربائي لإنتاج معدن الألومنيوم. يتم بعد ذلك تكليس أي ألومينا متبقية لإنتاج السيراميك - عوازل شمعات الإشعال وزراعة الأسنان وأدوات المختبرات وإنتاج حصى ورق الصنفرة كلها تستخدم هذه المادة متعددة الاستخدامات؛ حتى أن بعضها يتحمل درجات الحرارة العالية للغاية وكذلك التآكل والحموضة أو ظروف الأمطار الحمضية! كما يتميز سيراميك الألومينا بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة.

94%

على الرغم من أن معظم الإنتاج العالمي من الألومينا يستخدم في صهر معدن الألومنيوم، إلا أن هناك أيضًا سوقًا كبيرة للدرجات المتخصصة من الألومينا في السيراميك مثل الحراريات والعوازل، ومنصات التلميع، والمواد الكاشطة والمواد الكاشطة والملمعات. وعلاوة على ذلك، تستخدم المكونات المقاومة للبلازما الكيميائية أيضًا في تركيبها كمادة داعمة للمحفزات - وجميع درجات الألومينا متوفرة في جميع أنحاء العالم.

توفر الألومينا عالية النقاء مزيجًا ممتازًا من الخصائص الميكانيكية والحرارية والكهربائية التي تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية مثل فوهات وموجهات التآكل وصمامات الدم وأغلفة الموصلات الكهربائية. وعلاوة على ذلك، فإن مقاومته للحرارة والتآكل تجعله مناسبًا للغرسات الطبية وتطبيقات الدروع الواقية للجسم.

يتم الحصول على معظم الألومينا من تعدين البوكسيت في مناجم الحفر المفتوحة في مختلف البلدان حول العالم. وبمجرد استخراج هذا الخام، يتم سحقه وخلطه بالصودا الكاوية في عملية هضم كيميائية ثم يتم هضمه لترسيب بلورات هيدروكسيد الألومنيوم المعروفة باسم الجيبسيبت؛ ثم يتم تسخينه لطرد الرطوبة الزائدة مما ينتج عنه الألومينا المكلس (Al2O3)؛ ويمكن أيضاً إنتاج أنواع أخرى من خلال تفاعلات كيميائية تتضمن الكربون أو النيتروجين أو الكبريت أو الفوسفور في درجات حرارة أعلى.

99%

الألومينا هي المكون الرئيسي المستخدم في حراريات الأفران. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على الألومينا أيضاً في العديد من المكونات الهندسية المنتجة بكميات كبيرة، بما في ذلك تروس الماكينات، ومحامل أعمدة الغسالات ومضخات المياه، وموانع اختراق التربة في المعدات الزراعية، وتروس/موجهات وموجهات مسجلات الساعات/الأشرطة وكذلك الموانع الدوارة في محركات السيارات.

وتتميز الألومينا بنسبة قوة إلى وزن استثنائية ويمكنها تحمل الهجمات الكيميائية دون الخضوع للتآكل، مما يجعلها المادة المثالية للدروع الواقية على المركبات والمنشآت العسكرية، حيث تمنع نيران الأسلحة الصغيرة وطلقات المدافع ذات العيار المتوسط من الوصول إليها. تعمل الألومينا أيضًا بشكل جيد في غرف أشباه الموصلات والتركيبات نظرًا لقدرتها على تحمل درجات حرارة الحفر/الترسيب دون أن تنبعث منها جسيمات أو تصبح مسامية، وكذلك التطبيقات العسكرية التي تستخدم نيران الأسلحة الصغيرة ضدها.

الألومينا عنصر أساسي في تصنيع بطاريات أيونات الليثيوم. ومع ذلك، فإن إنتاجه يولد انبعاثات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون التي يجب تقليلها؛ ولتحقيق هذه الغاية، تستكشف الصناعة طرقًا لاستخدام خلايا الوقود أو مصادر الطاقة المتجددة بدلاً من الفحم في إنتاجها - وهو جهد يبذله بعض المنتجين الذين يحاولون خفض الانبعاثات أكثر من ذلك.

ميكروفين

الألومينا هي مادة خزفية صناعية خاملة عديمة الرائحة مشتقة من أكسيد الألومنيوم (Al2O3) الذي يوجد بشكل طبيعي إما كبلورات الكوراندوم أو كمصدر رئيسي لخام الألومنيوم البوكسيت. وتجد الألومينا تطبيقات في العديد من مجالات إطالة الحياة وتحسين المجتمع - فهي تلعب دورًا حاسمًا في إنتاج العديد من المعادن والسبائك المستخدمة يوميًا - من السيارات إلى الغرسات الطبية.

تتميز الألومينا بالعديد من الخصائص المميزة التي تجعلها مناسبة للاستخدام في مختلف التطبيقات. كما أن صلابته الشديدة (9 على مقياس موس) ومقاومته العالية للتآكل تجعل سيراميك الألومينا حيويًا، في حين أنه يوفر ثباتًا حراريًا ممتازًا ومماسًا منخفضًا لفقدان العزل الكهربائي وفقدانًا منخفضًا لمماس فقدان العزل الكهربائي وصلابة وثباتًا حراريًا وخصائص توصيل حراري بالإضافة إلى كونه عازلًا حراريًا للغاية مما يجعل الألومينا مثاليًا للصناعات الأخرى أيضًا.

يأتي مسحوق الألومينا في العديد من الأشكال والأحجام والدرجات المختلفة، مما يسمح بمعالجته إلى سيراميك إما من خلال تقنيات التكتل أو طرق المعالجة الحرارية مثل التكليس أو التلبيد. وعلاوة على ذلك، قد ينتج عن القولبة بالحقن أيضًا سيراميك ولكن هذه العملية تتطلب مزيدًا من التحكم من الفنيين لتجنب إنتاج منتج نهائي قد يحتوي على عيوب لا يمكن تحديدها بسهولة قبل حدوث عملية إزالة التلبيد والتلبيد.

ارتفاع درجة الحرارة

الألومينا (Al2O3) هي مادة حرارية متقدمة تستخدم في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، وتوفر مقاومة فائقة للتآكل، وخمول كيميائي، وخصائص عازل كهربائي تجعلها خيارًا لا يقدر بثمن في العديد من العمليات. تتميز مادة الألومينا بقدرتها على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1700 درجة مئوية، كما أن كثافة مادة الألومينا تجعلها معبأة بكثافة دون وجود فجوات وتتميز بمعدل تمدد منخفض بشكل استثنائي، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في درجات الحرارة العالية.

يمكن الحصول على الألومينا إما من خلال عملية باير أو طرق إنتاج الطين المكلس، وتستخدم في السيراميك ومنتجات الحراريات الهندسية والصناعات المختلفة التي تتطلب تطبيقات ذات درجة حرارة عالية. وتوجد مجموعة متنوعة من تقنيات الدمج والتلبيد لإنتاج هذه المادة في أشكال وأحجام مختلفة لتطبيقات مثل تطبيقات درجات الحرارة العالية.

تُعد ألومينا 94% من الألومينا المقاومة للحرارة المتميزة ذات الخصائص الميكانيكية والحرارية والكهربائية الممتازة. ويتميز بمعدلات توليد جسيمات منخفضة مع الحفاظ على إحكام التفريغ للاستخدام في تغذية السيراميك بالمعادن وتغذية مكونات الأشعة السينية والبطانات عالية الجهد.

قوة عالية

الألومينا هو سيراميك تقني ذو خصائص ميكانيكية استثنائية وخصائص كهربائية وحرارية وكيميائية ممتازة. ويتميز بقوة شد وضغط عالية ويمكنه تحمل درجات الحرارة والضغوط الشديدة دون أن يتشقق تحت الضغط؛ بالإضافة إلى أنه يتمتع بخصائص عزل كهربائي متميزة تمنع تدفق التيار الكهربائي. وتستخدم الألومينا في المجالات الطبية والدفاعية والفضائية.

وبفضل صلابته، يتمتع الفولاذ المقوى بمقاومة قوية للتآكل؛ مما يجعله مقاومًا للتآكل والتآكل في الظروف القاسية. وعلاوةً على ذلك، فإن كونه خاملًا يعني أنه لا يتفاعل مع المواد الكيميائية مثل القلويات والأحماض مما يجعل هذه المادة مرنة مع مرور الوقت.

الألومينا عالية النقاء مثالية لتصنيع المكونات التي تتطلب أقصى قدر من الثبات والموثوقية، مثل مكونات الليزر. وعندما يتم طلاؤها بالمعدن فإنها تخلق عوازل كهربائية عالية المقاومة مع مقاومة ممتازة للتآكل ومتوافقة أيضًا مع الأشعة السينية وجلبة الجهد العالي. تُستخدم بشكل متكرر في الصناعة لاستخدامات مثل مكونات الليزر وأنظمة قياس التدفق وأجهزة الاستشعار - بالإضافة إلى كونها خيارًا ممتازًا للتغذية من السيراميك إلى المعدن والتغذية بمكونات الأشعة السينية والبطانات عالية الجهد - الألومينا عالية النقاء هي الخيار المثالي للمواد!

انعكاس عالي الانعكاس

تُظهر الألومينا انعكاسًا عاليًا من طيف الأشعة فوق البنفسجية القريبة من الأشعة فوق البنفسجية إلى طيف الأشعة تحت الحمراء المتوسطة بسبب معامل التشتت العالي جدًا لأكسيد الألومنيوم. ولكن، لسوء الحظ، لا يمكن زيادة انعكاسه بشكل كامل لأن هناك عوامل مختلفة تؤثر عليه - على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي طلاء الألومينا بطبقة عازلة إلى زيادة خصائصه العازلة مع زيادة مقاومة التآكل وتحسين خصائص المناولة والتنظيف.

يبدأ إنتاج الألومينا عن طريق تجفيف البوكسيت المسحوق والمغسول وتذويبه بالصودا الكاوية لتكوين ملاط ثم تصفيته لإزالة الشوائب قبل نقله إلى خزانات المرسبات لتكوين هيدروكسيد الألومنيوم الصلب (Al2O3) لمواصلة معالجته إلى معدن الألومنيوم عن طريق التحليل الكهربائي.

تُستخدم الألومينا من درجة المصهر على نطاق واسع لإنتاج منتجات السيراميك مثل عوازل شمعات الإشعال وحزم الدوائر المتكاملة وزرع القوقعة وأدوات المختبرات وحبيبات ورق الصنفرة وعجلات الطحن، وكذلك البطانات المقاومة للحرارة للأفران الصناعية. وعلاوة على ذلك، فإن الدروع الواقية للبدن المصنوعة من هذه المادة هي استخدام آخر.