Какво е задоволителен алуминий?

Алуминиевият оксид е основният материал, използван за производството на алуминий - новопоявяващ се метал с ниска въглеродна интензивност, който се очаква да отбележи значителен растеж в световен мащаб. Алуминият се отличава с ненадмината комбинация от характеристики.

Алуминият може да повиши температурата на топене, да създаде копринено матови покрития и да намали напукването, когато се използва като част от химическия състав на глазурата. Алуминиевата вата - в хидратирано състояние или след калциниране - често се среща в пещите, където се използва като материал за вата за пещи.

Твърдост

Твърдостта на задоволителния алуминиев оксид се измерва по отношение на неговата устойчивост на абразия. Тъй като е толкова твърд, той може да издържи на дългогодишно износване, без да се напука или счупи, което го прави идеален за износоустойчиви вложки и продукти, както и за осигуряване на изолация срещу химикали като киселини или основи в тежки условия.

Алуминиевият оксид бързо се превърна в един от най-широко използваните технически керамични материали за леене под налягане поради широкия спектър от полезни свойства, които включват забележителна твърдост и устойчивост на износване, ниски диелектрични загуби и термична стабилност, както и възможност за проектиране на компоненти със сложна геометрия и фини повърхности.

Алуминиевият оксид (алуминиев оксид) е естествено срещащ се минерал със силни междуатомни връзки и много желани качества. Въпреки че при по-ниски температури съществуват няколко негови кристални фази, при повишени температури той се връща към най-стабилната хексагонална алфа-фаза, което го прави особено желан за структурни приложения.

Благодарение на превъзходната си механична якост и твърдост, които се увеличават допълнително чрез закаляване, алуминият остава популярен поради изключителните си механични свойства и заваряемост. За съжаление цирконият води до значително намаляване на твърдостта, когато се добавя в керамични композити на основата на алуминий; затова е от съществено значение да се разбере как твърдостта се отнася към други свойства като устойчивост на корозия или заваряемост на алуминия.

Алуминият притежава отлични електроизолационни свойства и може лесно да бъде оформен в различни форми, за да отговаря на специфични приложения. Популярна употреба на алуминия е като субстрат за интегрални схеми от силиций върху сапфир; той може да служи и като ефективна тунелна бариера в свръхпроводящи устройства, включително едноелектронни транзистори и свръхпроводящи квантови интерферентни устройства.

Твърдостта на алуминия е едно от най-големите му предимства и една от причините, поради които металурзите се обръщат към него в своята работа. Освен това издръжливостта на този материал означава, че той може да издържа на тежки условия; по този начин той става подходящ като брониран материал за военни превозни средства поради устойчивостта си на абразия и ударни вълни при превозните средства на бойното поле.

Плътност

Алуминиевият оксид (алуминиев оксид) има множество желани характеристики, които го правят полезен за различни приложения. Свойствата му да бъде твърд, стабилен, изолиращ и устойчив на корозия го правят отличен компонент за функционални материали като керамиката. Освен това, поради ниския си коефициент на триене и високите си свойства на твърдост, той е отличен кандидат за използване като металургични покрития, като компоненти за износване и разкъсване, изолатори или дори тигли.

Алуминият може да се произвежда чрез извличане от боксит - руда, която се намира в много страни. След като бъде извлечен, той може да бъде рафиниран в алуминиеви слитъци и алуминиеви листове Alclad чрез обширен и сложен процес, в който се използват множество машини - участват както физическо обогатяване, така и химическа обработка, за да се повиши чистотата, като същевременно се контролира формата и размерът на частиците. Алтернативен метод за производство на алуминий може да включва утаяването му директно от неговия хидратен прекурсор, но този вариант може да бъде скъп и да отнеме много време.

Анализът чрез сканираща електронна микроскопия показа, че частиците алуминий, присъстващи в композита PDMS/алуминий/CF, могат да действат като свързващ агент и да подпомагат свързването на пътищата за топлинна проводимост както хоризонтално, така и вертикално, като по този начин намаляват междуфазовото топлинно съпротивление и същевременно подобряват електропроводимостта.

Тези резултати демонстрират потенциала на композита алуминий/CF с високоориентирана структура CF/алуминий за повишаване на електрическата и топлинната проводимост на алуминия, който служи като отличен материал за производство на керамично-метални проходни канали, за производство на оборудване с висок вакуум, като изолатори за сонди/сензори, мишени за разпрашване или дори рентгенови компоненти.

Благодарение на своята биосъвместимост, устойчивост на силни киселини, твърдост и здравина алуминият е неразделна част от производството на стоматологични продукти и медицински импланти - често се използва като алтернатива на калая в стоматологията - за изработване на изкуствени зъби, коронки и фасети; за създаване на хирургически инструменти; за изработване на хирургически ретрактори; както и за производство на стоматологични свредла от него; той дори е устойчив на ецване с флуороводородна киселина! Алуминият също се отличава с висока устойчивост на износване, което му позволява да издържа на гравиране с флуороводородна киселина!

Устойчивост на корозия

Алуминият е ключова съставка на индустриалната керамика, а основното му приложение е в огнеупорите. Освен това това универсално вещество намира много други приложения, включително като полиращ агент и абразив. Керамиката се използва и за производство на плочки, които се закрепват във вътрешността на тръбопроводите за пулверизирано гориво и каналите за димни газове в електроцентралите, работещи с въглища, за да се предпазят силно износващите се зони от износване. Това спестява както енергия, така и средства в сравнение с алтернативите от стомана. Плочките от алуминий може да се нуждаят от подмяна на всеки няколко години; той служи като електрически изолатор, използва се като подложка върху силиций за интегрални схеми и за изработване на свръхпроводящи устройства, като например едноелектронни транзистори и свръхпроводящи квантови интерферентни устройства. Освен това алуминиевият оксид се използва за производството на силициеви пластини с алуминиево покритие, използвани като субстрати за слънчеви клетки; това осигурява значително повишаване на ефективността в сравнение с традиционните пластини с медно покритие.

Алуминиевият оксид катализира редица реакции в промишлеността. Той служи като катализатор в процеса на Клаус, при който отпадъчният газ сероводород от рафинериите се превръща в елементарна сяра, както и за превръщане на алкохоли в алкени в синтетичните процеси. Освен това алуминиевият оксид служи като подложка в много промишлени катализатори, включително тези за хидродесулфуризация и реакциите на Циглер-Ната, както и се използва като сорбент по време на химични реакции, като например дехидратация на етанол до процеси на дехидратация на диетиленгликол.

Въпреки че е неразтворим във вода, алуминиевият трихидрат (ATH) играе две различни роли, когато се използва като съставка в полимерни системи: ефективен пълнител и забавител на горенето. С четири полиморфизма, всички съдържащи алуминий като основен материал и три хидроксилни групи около него. Освен това този прах може да се похвали с изключително плътна плътност от 2,4 g/cm3 , която издържа на температури до 200 градуса по Целзий.

Алуминиевият трихидрат отдавна се използва в каучуковите продукти като агент против нацепване и забавител на горенето. Като икономичен пълнител алуминиевият трихидрат може лесно да замени скъпи добавки като бариев сулфат; освен това е силно биоразградим с ниски нива на токсичност, което го прави широко популярен в приложенията за кабели и проводници.

Заваряемост

Въпреки че заваряването на алуминий може да се извърши успешно, трябва да използвате подходящи техники и оборудване, за да го направите успешно. Поради чувствителността му към топлина, при неправилно заваряване могат да се появят пукнатини или счупвания; затова изборът на напрежение и сила на дъгата, които са подходящи за вашата задача, е от жизненоважно значение за получаване на заварки с най-високо качество, като същевременно се предпазва оборудването от повреда.

Възможността за заваряване на алуминиеви сплави, произведени чрез AM, зависи както от използвания AM процес, така и от микроструктурата на тези части, получени по време на производството. Освен това различните процеси на заваряване дават различни механични свойства: например при заваряване чрез синтез се получават здрави заварки, а при заваряване в твърдо състояние - слаби заварки; освен това качеството на основния материал оказва влияние върху заваряемостта.

Заваряемостта на задоволителния алуминиев оксид зависи от степента на наличие на кухини и пори; кухините намаляват здравината, докато порите увеличават пластичността и здравината на материалите; обикновено по-твърдият алуминиев оксид има по-малко кухини; това прави заваряването му по-трудно от това на мекия алуминиев оксид, но той все още предлага много приложения.

Алуминият е изключително устойчив на киселини и основи, което го прави идеален материал за промишлени приложения като топлообменници и пещи. Освен това ниският му коефициент на термично разширение допълнително прави този материал привлекателен.

Химическата инертност на алуминия и устойчивостта му на корозия го превръщат в привлекателен материал за многобройни медицински приложения, като например изработването на корони. Алуминият също така издържа добре на екстремни температури, което го прави подходящ за създаване на медицински протези, като например зъбни коронки.

Заваряването на алуминиеви сплави, изработени с AM, е сложна и предизвикателна задача. Настоящата най-добра практика изисква използването на методи за заваряване чрез сливане и заваряване в твърдо състояние; въпреки това е необходимо да се свърши още работа. Трябва да се постигне по-задълбочено разбиране на микроструктурите и механичните свойства на AM-изработените алуминиеви части, както и да се оптимизират параметрите за заваряване на тези части.