Приложения на алуминиева дискова мембрана

Дисковите керамични мембрани от алуминиев оксид (Al2O3) притежават изключителна износоустойчивост и смазочност, поради което са популярни в механичното оборудване, което изисква защита от износване, филтриране, катализ или сензорни технологии.

Продуктите от алуминиев оксид са твърди и издръжливи, устойчиви на киселини и основи, като същевременно остават устойчиви на топлина - качества, които ги правят подходящи като електрически изолатори и субстрати за процеси на отлагане на тънки слоеве.

Устойчивост на високи температури

Дискът от алуминий е компонент с форма на диск, изработен от керамичен материал алуминий (алуминиев оксид). Това устройство може да се използва в много приложения поради изключителните си физични, механични и електрически свойства, които му позволяват да издържа на взискателни високотемпературни среди, без да губи структурната си цялост или да става крехък.

Алуминият издържа на температури до 1750 градуса по Целзий, което го прави отличен материал за електронни компоненти, работещи в среда с високи температури. Освен това високата температура на топене на алуминия гарантира, че той няма да се разпадне или разтвори с течение на времето във вода или други течни среди.

Алуминият е устойчив на химическа корозия и други опасни вещества, което го прави идеален за облицовка на реактори или съдове, в които се обработват токсични материали, например такива, в които се използват абразивни или токсични материали. Алуминият служи и като отлична подложка за катализатори в процеси, изискващи повишени температури, благодарение на способността си да издържа на силни киселини и основи.

Алуминиевият оксид се отличава с изключителна износоустойчивост, което го прави отличен избор за шлифоване и шлайфане. Той може да издържи на високоскоростно автоматично шлифоване, без да се нагрява прекомерно и без да се получава груб завършек на повърхността; освен това неговата твърдост и здравина го правят подходящ за обработка на метални части, които се срещат в промишленото оборудване.

Порестият алуминиев оксид може да се използва и в биомедицински приложения поради своята пропускливост и биосъвместимост, което го прави подходящ за медицински процедури, включващи проникване през кожата или тъканите. Свойствата, които могат да се персонализират за медицински приложения, могат да включват размера, разпределението и общата пропускливост. Освен това този материал се използва широко за облицоване на стоматологични инструменти или хирургически инструменти, тъй като се предлага в асортимент от форми, които отговарят на различните нужди за конфигурация на устройствата.

Алуминият предлага превъзходни електроизолационни свойства, когато се произвежда с по-висока чистота, като спомага за предотвратяване на течове от електрически системи във взискателни топлинни среди и осигурява защита от деформации при големи натоварвания. Алуминият също така запазва стабилността на размерите си при по-високи температури, което спомага за предотвратяване на деформации или изкривявания, причинени от тежки натоварвания.

При изпитването с щифт върху диск се използва индентор с форма на сфера, който натиска повърхността на пробата от алуминиев оксид и създава следа от износване, давайки представа за характеристиките на устойчивост на износване и смазване.

Висока издръжливост

Алуминиевите плочи и дискове са изключително еластични материали, устойчиви на корозия, износване, ударно износване и високи температури, без да губят структурна цялост или химическа стабилност. Гъвкавостта им ги прави подходящи за приложения, изискващи керамични компоненти, които могат да издържат както на механично, така и на термично натоварване - например химическа обработка, производство на медицински изделия, керамично производство, оптични компоненти или биосъвместимост.

Алуминият се отличава с висока механична якост и твърдост, което го прави лесен за оформяне в сложни форми с тесни допуски. Алуминият е една от най-широко използваните технически керамики за инженерни приложения - комбинацията от свойства го прави предпочитан материал в над 80% инженерни приложения. Изгорен при температура 1600 градуса по Целзий (2900 градуса по Целзий), алуминият образува плътна техническа керамика, която може да се обработва както в окислителна среда, така и във вакуумни пещи за производство.

IPS Ceramics произвежда и доставя широка гама от продукти от алуминий с различни размери и дебелини, като всички те се произвеждат с използване на циркониев закален алуминий (ZTA) - иновативна композитна керамика, която съчетава предимствата на двата материала - твърдост от алуминий в комбинация с твърдост от цирконий за повишена якост на счупване при нормални температури, което прави ZTA керамиката по-здрава от чистата алуминиева керамика, чието съотношение може да бъде адаптирано според специфичните нужди на приложението.

Порестата керамика от алуминиев оксид се използва за приложения, изискващи керамика с ниска пропускливост, като например филтриране, разделяне на течности, катализ и сензорни технологии. Тяхната порьозност може да се регулира в зависимост от специфичните нужди на приложението, както и от съображенията за околната среда, като се контролира разпределението на размера на порите и общата пропускливост.

Плочите и дисковете от алуминиева керамика са изключително устойчиви на износване и се отличават с твърдост, близка до тази на диаманта. Твърдостта им по Моос от 9 ги прави 266 пъти по-износоустойчиви от мангановата стомана и 171,5 пъти по-износоустойчиви от високохромовия чугун; в резултат на тази износоустойчивост те значително намаляват триенето, удължават живота на оборудването и в крайна сметка водят до по-ниски разходи за поддръжка, намаляване на потреблението на енергия, спестяване на емисии и намаляване на вредните емисии.

Химическа инертност

Алуминиевите керамични плочи са химически инертни и устойчиви на повечето киселини и основи, което ги прави подходящи за приложения, при които може да има наличие на химикали или газове. Като изолатори те помагат за предпазване на електронните компоненти от електрически удари и прегряване. Тяхната твърда повърхност също така предлага защита на механичното оборудване срещу износване, като същевременно са чудесни допълнения в системите за производство на топлинна енергия, като например системи за доставка на материали, разпрашаване, почистване на прах и доставка на материали - те дори работят чудесно за медицински и стоматологични устройства, тъй като са биосъвместими и могат да понасят по-високи температури! Алуминиевата керамика е чудесен вариант и за биосъвместими медицински и стоматологични устройства, тъй като може да издържа на високи температури; това прави алуминиевата керамика чудесен вариант за материал!

Химически инертните вещества трябва да имат напълно запълнена външна електронна обвивка и да не реагират с други съединения; например вещества като пясък и благородни газове се считат за химически инертни, докато хлорът и сярната киселина реагират с други вещества. Азотът има максимална енергия на обмен, така че не може да губи или печели електрони, а благородните газове притежават осемстепенна електронна конфигурация в най-външната си обвивка, което ги прави инертни вещества.

Алуминиевите керамични плочи и дискове често се използват за поддържане на химични реакции и съхранение на тигли поради инертния си химичен състав. Освен това те са идеални за шлайфане на метали и сплави на автоматични или ръчни шлайф машини, без да произвеждат прекомерна топлина или да оставят груби повърхности след себе си; освен това те са чудесни кандидати за използване като шлайф приложения за отстраняване на драскотини или окисляване на метални повърхности.

Дисковете от алуминий са идеални за химичен анализ поради устойчивостта им на киселини, основи и разтворители. Освен това изолационните им свойства предпазват веригите от прегряване, като същевременно задържат химикалите в тях без изтичане или разливане. Тези гумени уплътнения са също така устойчиви на абразия и износване, което ги прави идеален избор за механично оборудване, което изисква защита от абразия и корозия. Алуминиевата керамика има степен на твърдост по Моос 9 - близка до тази на диаманта, но по-висока от тази на стоманата или желязото - което я прави трайно, дългосрочно и икономически ефективно решение за много промишлени приложения. Освен това, тъй като е нереактивна, означава, че няма да реагира с други вещества, присъстващи в лабораторната среда или работните помещения, което предотвратява възникването на проблеми със замърсяването.

Ниско генериране на топлина

Дисковете от алуминий запазват стабилни размери при високи температури и са устойчиви на натоварване, което ги прави идеален материал за изолиране на електрически устройства от прекомерна топлина, както и за защита от корозия или други форми на повреда. Ниската им топлопроводимост също прави алуминиевия оксид привлекателен избор за компоненти, които се нуждаят от ниски температури, за да функционират.

Техническата или усъвършенстваната керамика е специализиран вид инженерна керамика, проектирана да осигурява много от същите предимства като алуминиевия оксид, като същевременно е пригодена за по-тежки среди, които изискват химическа и термична стабилност, механична якост, износоустойчивост, електрическа изолация и др. Такива материали често се използват в производството на електроника, включително пакети с интегрални схеми, изолатори за запалителни свещи и субстрати за сензори, както и в различни промишлени и медицински устройства.

В Университета на Манчестър изследователи за първи път в света демонстрираха термохимично калциниране на алуминиев оксид без горене - елиминирайки емисиите на въглероден диоксид и страничните продукти, като например силикатен прах - с помощта на слънчев вихров транспортен реактор. Резултатите показват добро качество на произведения алуминиев оксид с висока степен на химическа конверсия до алуминиев оксид (X), висока специфична повърхност и ниско съдържание на кислород/вода.

Експерименталната динамична TGA процедура, извършена при 298 K, при която всички останали работни условия остават постоянни, показа, че стойностите на X на алуминиевия оксид, обработен чрез слънчева енергия, се увеличават с увеличаване на температурата на калциниране до 95,8% при 132,7 m2 g-1 за процедура 14. Тези данни потвърждават SEM микрографиите на алуминий, обработен чрез слънчева енергия, произведен с помощта на промишлени калцинатори, както и предишни оценки на SGA, произведен с помощта на калцинатори.

Алуминиевият оксид демонстрира отлично разпределение на порите със среден диаметър на порите от приблизително 5,6 nm и специфичен обем на порите, вариращ между 168-190 m2 g-1 за всички серии. Това е сравнимо с предишни оценки, проведени с помощта на светкавични калцинатори, но е значително по-голямо от търговския алуминий, произведен с помощта на традиционни горивни процеси.

Отличните свойства на алуминия го правят идеален материал за широк спектър от приложения - от химическа обработка до промишлено и автомобилно оборудване. Освен че предлага изключителни топло- и химикоизолационни свойства, алуминият е издръжлив и износоустойчив, както и с висока температура на топене - качества, които го правят предпочитан материал за лабораторно оборудване като тигли и тави.