Τι είναι η αλουμίνα;

Η αλουμίνα είναι ένα σκληρό, ελαστικό υλικό που είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση και την τριβή. Παράγεται με τη διαδικασία Bayer από το μετάλλευμα βωξίτης, και αυτή η λευκή σκόνη μοιάζει με επιτραπέζιο αλάτι ή κοκκώδη ζάχαρη στην εμφάνιση.

Το θερμοπλαστικό ενισχυμένο με ίνες μπορεί να διαμορφωθεί σε διάφορα υλικά χρησιμοποιώντας διάφορες τεχνικές συσσωμάτωσης και μεθόδους θερμικής επεξεργασίας, με χαρακτηριστικά που περιλαμβάνουν υψηλή αντοχή, καλή ανθεκτικότητα και χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Υψηλή καθαρότητα

Η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας είναι απαραίτητη για την κατασκευή πολλών διαφορετικών προϊόντων. Οι ιδιότητές της της επιτρέπουν να αντέχει σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, ενώ παράλληλα αντιστέκεται στην τριβή, μειώνοντας τη φθορά των εξαρτημάτων. Επιπλέον, το υλικό αυτό είναι μη τοξικό, ανακυκλώσιμο και συμμορφώνεται με τα αυστηρότερα περιβαλλοντικά πρότυπα- επιπλέον, οι προστατευτικές του ιδιότητες υπερτερούν των τοξικών μεταλλικών επιστρώσεων όπως το κάδμιο και το νικέλιο, ενώ εξακολουθούν να προσφέρουν ίση προστασία.

Η αλουμίνα μπορεί να βρεθεί σε δομικά υλικά, κόλλες και στεγανωτικά ως πρόσθετο που αυξάνει την αντοχή και την ανθεκτικότητα, ή σε σωλήνες/φλάντζες για την αύξηση της αντίστασης στην τριβή. Οι κατασκευαστές καουτσούκ τη χρησιμοποιούν ως ενισχυτικό υλικό πλήρωσης που αυξάνει τόσο την αντοχή σε εφελκυσμό όσο και την ευελιξία- οι κατασκευαστές χρωμάτων/επικαλύψεων τη χρησιμοποιούν για να αυξήσουν την αντοχή σε γρατζουνιές και τριβή.

Η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας (HPA) χρησιμοποιείται ως βάση για το συνθετικό ζαφείρι που χρησιμοποιείται για την κατασκευή οθονών smartphone και εξαιρετικής ποιότητας καντράν ρολογιών, λόγω της αντοχής, της σκληρότητας, της χημικής σταθερότητας και της ικανότητάς του να μεταδίδει υπεριώδες, ορατό και υπέρυθρο φως. Η HPA παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στα τεχνικά κεραμικά που προσφέρουν αυξημένη αντοχή στη φθορά και θερμική σταθερότητα - βασικά χαρακτηριστικά που απαιτούνται για αυτές τις εφαρμογές.

99.9%

Η αλουμίνα χρησιμοποιείται σε πολλά ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα που απαιτούν παχιές μεταλλικές επιστρώσεις με καλή αντοχή σε χημικά και πλάσμα, διηλεκτρική αντοχή για εφαρμογές υψηλής τάσης, καθώς και ως συστατικό που βρίσκεται σε κατασκευασμένα κεραμικά ή προηγμένα/τεχνικά κεραμικά.

Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή αλουμίνας ανέρχεται σε περίπου 115 εκατομμύρια τόνους, με 90% να χρησιμοποιούνται για την παραγωγή μετάλλου αλουμινίου. Σημαντική ποσότητα χρησιμοποιείται επίσης ως μέρος των πυρίμαχων υλικών, των κεραμικών και των εφαρμογών στίλβωσης και λείανσης, καθώς και ως συνδετικό υλικό και επιβραδυντικό πυρκαγιάς.

Το μετάλλευμα βωξίτη είναι η κύρια πηγή παραγωγής αλουμίνας, που εξάγεται από τη γη και εξευγενίζεται για την παραγωγή εξευγενισμένης αλουμίνας για τη μεταφορά της σε εργοστάσια αλουμινίου για την παραγωγή μετάλλων αλουμινίου με ηλεκτρόλυση. Τυχόν εναπομείνασα αλουμίνα θερμαίνεται στη συνέχεια για την παραγωγή κεραμικών - μονωτήρες μπουζί, οδοντιατρικά εμφυτεύματα, εργαστηριακά σκεύη και παραγωγή κόκκων γυαλόχαρτου, όλα χρησιμοποιούν αυτή την ευπροσάρμοστη ουσία- ορισμένα από αυτά αντέχουν ακόμη και σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, καθώς και σε συνθήκες διάβρωσης, οξύτητας ή όξινης βροχής! Τα κεραμικά αλουμίνας παρουσιάζουν επίσης εξαιρετική αντοχή στη θερμοκρασία.

94%

Αν και μεγάλο μέρος της παγκόσμιας παραγωγής αλουμίνας χρησιμοποιείται για την τήξη του μετάλλου αλουμινίου, υπάρχει επίσης μια σημαντική αγορά για ειδικές ποιότητες αλουμίνας σε κεραμικά όπως πυρίμαχα υλικά και μονωτήρες, μαξιλάρια στίλβωσης, λειαντικά και γυαλιστικά. Επιπλέον, χημικά εξαρτήματα ανθεκτικά στο πλάσμα τη χρησιμοποιούν επίσης στην κατασκευή τους ως υλικό υποστήριξης καταλυτών - και όλες οι ποιότητες αλουμίνας είναι διαθέσιμες παγκοσμίως.

Η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας προσφέρει έναν εξαιρετικό συνδυασμό μηχανικών, θερμικών και ηλεκτρικών ιδιοτήτων που την καθιστά κατάλληλη για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή, όπως ακροφύσια και οδηγοί φθοράς, βαλβίδες αίματος και περιβλήματα ηλεκτρικών συνδέσμων. Επιπλέον, η αντοχή της στη θερμότητα και τη φθορά την καθιστούν κατάλληλη για ιατρικά εμφυτεύματα και εφαρμογές θωράκισης σώματος.

Η περισσότερη αλουμίνα λαμβάνεται από την εξόρυξη βωξίτη σε υπαίθρια ορυχεία σε διάφορες χώρες σε όλο τον κόσμο. Μετά την εξόρυξη, το μετάλλευμα αυτό θρυμματίζεται, αναμιγνύεται με καυστική σόδα σε μια χημική διαδικασία χώνευσης και σπέρνεται για να κατακρημνιστούν κρύσταλλοι υδροξειδίου του αργιλίου, γνωστοί ως γιββσίτης- στη συνέχεια θερμαίνεται για να απομακρυνθεί η περίσσεια υγρασίας, δημιουργώντας πυρωμένη αλουμίνα (Al2O3)- άλλοι τύποι μπορούν επίσης να παραχθούν μέσω χημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν άνθρακα, άζωτο, θείο ή φώσφορο σε υψηλότερες θερμοκρασίες.

99%

Η αλουμίνα είναι το κύριο συστατικό που χρησιμοποιείται στα πυρίμαχα υλικά φούρνων. Επιπλέον, η αλουμίνα μπορεί επίσης να βρεθεί σε πολυάριθμα μηχανικά εξαρτήματα μαζικής παραγωγής, όπως σε μηχανουργικά εργαλεία, έδρανα αξόνων για πλυντήρια ρούχων και αντλίες νερού, εδαφοδιαπερατά φώτα σε γεωργικό εξοπλισμό, γρανάζια/οδηγούς και οδηγούς ρολογιών/κασετόφωνων, καθώς και περιστροφικές τσιμούχες σε κινητήρες αυτοκινήτων.

Η αλουμίνα διαθέτει εξαιρετική αναλογία αντοχής προς βάρος και μπορεί να αντέξει σε χημικές επιθέσεις χωρίς να υποκύψει σε διάβρωση, καθιστώντας την ιδανικό υλικό για προστατευτική θωράκιση στρατιωτικών οχημάτων και κατασκευών, εμποδίζοντας τα πυρά μικρών όπλων και τις βολές κανονιών μεσαίου διαμετρήματος να φτάσουν σε αυτά. Η αλουμίνα χρησιμεύει επίσης καλά σε θαλάμους και εξαρτήματα ημιαγωγών, καθώς αντέχει σε θερμοκρασίες χάραξης/απόθεσης χωρίς να εκπέμπει σωματίδια ή να γίνεται πορώδης, καθώς και σε στρατιωτικές εφαρμογές που χρησιμοποιούν εναντίον της πυρά μικρών όπλων.

Η αλουμίνα αποτελεί αναπόσπαστο συστατικό για την κατασκευή μπαταριών ιόντων λιθίου. Ωστόσο, η παραγωγή της παράγει σημαντικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα που πρέπει να μειωθούν- για το σκοπό αυτό, ο κλάδος διερευνά τρόπους χρήσης κυψελών καυσίμου ή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας αντί για άνθρακα για την παραγωγή της - μια προσπάθεια που καταβάλλεται από ορισμένους παραγωγούς που προσπαθούν να μειώσουν ακόμη περισσότερο τις εκπομπές.

Μικρολεπτομέρειες

Η αλουμίνα είναι ένα αδρανές, άοσμο βιομηχανικό κεραμικό υλικό που προέρχεται από το οξείδιο του αλουμινίου (Al2O3), το οποίο εμφανίζεται στη φύση είτε ως κρύσταλλοι κορούνδιο είτε ως η κύρια πηγή προέλευσης του μεταλλεύματος αλουμινίου, ο βωξίτης. Η αλουμίνα βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς τομείς της επέκτασης της ζωής και της βελτίωσης της κοινωνίας - παίζει καθοριστικό ρόλο στην παραγωγή πολλών μετάλλων και κραμάτων που χρησιμοποιούνται καθημερινά - από τα αυτοκίνητα μέχρι τα ιατρικά εμφυτεύματα.

Η αλουμίνα διαθέτει πολλές ξεχωριστές ιδιότητες που την καθιστούν κατάλληλη για χρήση σε διάφορες εφαρμογές. Η ακραία σκληρότητα (9 στην κλίμακα Mohs) και η υψηλή αντοχή στη διάβρωση καθιστούν τα κεραμικά αλουμίνας ζωτικής σημασίας, ενώ προσφέρει εξαιρετική θερμική σταθερότητα, χαμηλή εφαπτομένη διηλεκτρικών απωλειών, χαμηλή εφαπτομένη διηλεκτρικών απωλειών, δυσκαμψία, θερμική σταθερότητα, ιδιότητες θερμικής αγωγιμότητας, καθώς και ότι είναι εξαιρετικά θερμομονωτικές ιδιότητες καθιστούν την αλουμίνα ιδανική και για άλλες βιομηχανίες.

Η σκόνη αλουμίνας διατίθεται σε πολλά διαφορετικά σχήματα, μεγέθη και ποιότητες, γεγονός που επιτρέπει την επεξεργασία της σε κεραμικά είτε με τεχνικές συσσωμάτωσης είτε με μεθόδους θερμικής επεξεργασίας, όπως η πύρωση ή η πυροσυσσωμάτωση. Επιπλέον, η χύτευση με έγχυση μπορεί επίσης να παράγει κεραμικά, αλλά αυτή η διαδικασία απαιτεί περισσότερο έλεγχο από τους τεχνικούς, προκειμένου να αποφευχθεί η παραγωγή ενός τελικού προϊόντος που μπορεί να περιέχει ελαττώματα που δεν μπορούν να εντοπιστούν εύκολα πριν από την απολίπανση και την πυροσυσσωμάτωση.

Υψηλή θερμοκρασία

Η αλουμίνα (Al2O3) είναι ένα προηγμένο πυρίμαχο υλικό που χρησιμοποιείται για εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών, παρέχοντας ανώτερη αντοχή στην τριβή, χημική αδράνεια και ιδιότητες ηλεκτρικού μονωτή που την καθιστούν πολύτιμη επιλογή σε πολλές διεργασίες. Ικανή να αντέξει θερμοκρασίες έως και 1700degC, η πυκνότητα του υλικού της αλουμίνας το καθιστά πυκνά συσκευασμένο χωρίς κενά και έχει εξαιρετικά χαμηλό ρυθμό διαστολής, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η αλουμίνα μπορεί να παραχθεί είτε μέσω της διαδικασίας Bayer είτε μέσω των μεθόδων παραγωγής πυρωμένου αργίλου και χρησιμοποιείται σε κεραμικά, σε κατασκευασμένα πυρίμαχα προϊόντα και σε διάφορες βιομηχανίες που απαιτούν εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας. Υπάρχουν διάφορες τεχνικές παγίωσης και πυροσυσσωμάτωσης για την παραγωγή αυτού του υλικού σε διάφορα σχήματα και μεγέθη για εφαρμογές όπως οι εφαρμογές υψηλών θερμοκρασιών.

Η αλουμίνα 94% είναι ένα εξαιρετικό πυρίμαχο υλικό με εξαιρετικές μηχανικές, θερμικές και ηλεκτρικές ιδιότητες. Διαθέτει χαμηλούς ρυθμούς παραγωγής σωματιδίων, ενώ παραμένει στεγανή στο κενό για χρήση σε διαπερατά τροφοδοτικά από κεραμικό σε μέταλλο, διαπερατά τροφοδοτικά εξαρτημάτων ακτίνων Χ και δακτυλίους υψηλής τάσης.

Υψηλή αντοχή

Η αλουμίνα είναι ένα τεχνικό κεραμικό με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες και εξαιρετικά ηλεκτρικά, θερμικά και χημικά χαρακτηριστικά. Έχει υψηλές αντοχές σε εφελκυσμό και θλίψη και μπορεί να αντέξει ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις χωρίς να ραγίσει υπό πίεση- επιπλέον, έχει εξαιρετικές ηλεκτρικές μονωτικές ιδιότητες που εμποδίζουν τη ροή του ρεύματος. Η αλουμίνα βρίσκει εφαρμογές σε όλους τους τομείς της ιατρικής, της άμυνας και της αεροδιαστημικής.

Λόγω της σκληρότητάς του, ο σκληρυμένος χάλυβας έχει μεγάλη αντοχή στην τριβή- αυτό τον καθιστά ανθεκτικό στη διάβρωση και τη φθορά σε δύσκολες συνθήκες. Επιπλέον, η αδρανοποίησή του σημαίνει ότι δεν αλληλεπιδρά με χημικές ουσίες όπως τα αλκάλια και τα οξέα, γεγονός που καθιστά το υλικό αυτό ανθεκτικό με την πάροδο του χρόνου.

Η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας είναι ιδανική για την κατασκευή εξαρτημάτων που απαιτούν μέγιστη σταθερότητα και αξιοπιστία, όπως εξαρτήματα λέιζερ. Όταν επικαλύπτεται με μέταλλο, δημιουργεί εξαιρετικά ανθεκτικούς ηλεκτρικούς μονωτήρες με εξαιρετική αντοχή στην τριβή, οι οποίοι είναι επίσης συμβατοί με ακτίνες Χ και φιλικοί προς τους δακτυλίους υψηλής τάσης. Χρησιμοποιείται συχνά στη βιομηχανία για χρήσεις όπως εξαρτήματα λέιζερ, συστήματα μέτρησης ροής και αισθητήρες - καθώς και ως μια εξαιρετική επιλογή για την τροφοδοσία από κεραμικό σε μέταλλο, την τροφοδοσία εξαρτημάτων ακτίνων Χ και δακτυλίους υψηλής τάσης - η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας αποτελεί την ιδανική επιλογή υλικού!

Υψηλή ανακλαστικότητα

Η αλουμίνα παρουσιάζει υψηλή ανακλαστικότητα από το φάσμα από το εγγύς υπεριώδες έως το μέσο του υπέρυθρου φάσματος, λόγω του πολύ υψηλού συντελεστή σκέδασης του οξειδίου του αλουμινίου. Δυστυχώς, ωστόσο, η ανάκλαση δεν μπορεί να αυξηθεί πλήρως, διότι υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που την επηρεάζουν - για παράδειγμα, η επικάλυψη της αλουμίνας με διηλεκτρική επίστρωση μπορεί να αυξήσει τις ιδιότητες φραγμού της, ενώ παράλληλα αυξάνει την αντοχή στην τριβή και βελτιώνει τις ιδιότητες χειρισμού και καθαρισμού.

Η παραγωγή αλουμίνας αρχίζει με την ξήρανση του θρυμματισμένου και πλυμένου βωξίτη, τη διάλυσή του με καυστική σόδα για τη δημιουργία ενός πολτού, το φιλτράρισμα για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών πριν μεταφερθεί σε δεξαμενές κατακρημνισμού για να σχηματιστεί στερεό υδροξείδιο του αλουμινίου (Al2O3) για περαιτέρω επεξεργασία σε μέταλλο αλουμινίου μέσω ηλεκτρόλυσης.

Η αλουμίνα χρησιμοποιείται ευρέως για την παραγωγή κεραμικών προϊόντων, όπως μονωτήρες μπουζί, συσκευασίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, κοχλιακά εμφυτεύματα, εργαστηριακά σκεύη, κόκκους γυαλόχαρτου και τροχούς λείανσης, καθώς και πυρίμαχες επενδύσεις για βιομηχανικούς κλιβάνους. Επιπλέον, η θωράκιση του σώματος από αυτό το υλικό είναι μια άλλη εφαρμογή.