Alumiinioksidi CTe - monipuolinen tekninen keraaminen materiaali

Alumiinioksidi (Al2O3) on kehittynyt tulenkestävä keraaminen aine, jolla on poikkeukselliset ominaisuudet. Se voidaan muotoilla lähes nettomuotoiseksi erilaisilla konsolidointi- ja sintraustekniikoilla, mikä takaa erinomaisen sidontakyvyn.

Alumiinioksidin luontaisen sitkeyden vuoksi sen työstäminen voi olla haastavaa, mutta kehittyneillä vihreän ja keksin työstöprosesseilla voidaan kuitenkin saavuttaa tiukat toleranssit tiukalla toleranssinhallinnalla. Täysin sintrattu alumiinioksidi on hiottava timanttityökaluilla ennen käyttöä.

Ominaisuudet

Alumiinioksidi (Al2O3) on tekninen keramiikka, jolla on poikkeuksellinen mekaaninen lujuus, kovuus, korroosion- ja kulutuskestävyys sekä dielektriset ominaisuudet ja alhainen lämpölaajenemiskerroin. Näin ollen se on erinomainen materiaalivalinta lukuisiin vaativiin sovelluksiin.

Alumiinioksidia voidaan tuottaa sekä luonnollisesti että synteettisesti bauksiitista, malmista, joka sisältää vaihtelevia määriä alumiinioksideja. Alumiinioksidia käytetään lähtöaineena alumiinimetallin sekä kehittyneiden keraamisten tuotteiden valmistuksessa, joita käytetään korkeatyhjiölaitteissa, röntgenputkissa ja elektronimikroskoopeissa. Sitä käytetään lähtöaineena myös monissa muissa prosesseissa.

Alumiinioksidin erinomaiset mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä houkuttelevan materiaalivalinnan teollisuuden materiaalien siirtokomponentteihin, kuten siirtolaakereihin. Alumiinioksidi kestää korkeita paineita ja lämpötiloja, joita esiintyy kaivostoiminnassa sekä korroosiolle alttiissa materiaalinkäsittely-ympäristöissä; sen kovuus ja kulutuskestävyys tekevät siitä sopivan myös sotilasajoneuvojen, -laitteiden ja -henkilöstön panssaripinnoitteeksi.

Alumiinioksidin monipuolisuuden ansiosta sitä voidaan työstää vihreästä, keksimäisestä ja täysin tiiviistä olomuodostaan; luontaisen sitkeytensä ja suuren kovuutensa vuoksi sitä ei kuitenkaan voida työstää tarkkuudella erittäin tiukkoihin toleransseihin pelkästään perinteisillä menetelmillä; sen vuoksi se saattaa tarvita jälkityöstöä tai hiontaa timanttityökaluilla ja hioma-aineilla ennen kuin se sintrataan lopullisiksi osiksi.

Vihreä alumiinioksidi tai keksimuotoinen alumiinioksidi voidaan helposti työstää monimutkaisiin muotoihin ennen sintrausta lopputuotteen valmistamiseksi, jolloin käyttäjät voivat räätälöidä sen tarkasti sovellusten vaatimusten mukaiseksi. Valitettavasti tämä hionta- ja uudelleenkäsittelyprosessi on usein aikaa vievä ja kallis.

Alumiinioksidin puhtaus on olennainen ominaisuus, joka on otettava huomioon, sillä korkeammat puhtausasteet johtavat hienompiin rakeisiin ja parempaan pintakäsittelyyn. Alumiinioksidia, jonka puhtausaste on 99,6%, käytetään usein ohutkalvosovelluksissa, koska sen raekoko on pienempi ja sen lämmönjohtavuus, sähköneristysarvot, dielektrisyysvakio ja lämpölaajenemiskerroin ovat tasaisempia.

Sovellukset

Alumiinioksidi on yksi vahvimmista teknisistä keraameista, jolla on poikkeukselliset dielektriset, kulutuskestävyys-, lämmönjohtavuus-, tulenkestävyys- ja tulenkestävyysominaisuudet. Erilaisia puhtauksia ja lisäaineita valmistetaan erityisiin käyttötarkoituksiin - keramiikan ja metallin väliset läpiviennit, röntgenkomponenttien läpiviennit, korkeajänniteholkit sekä implantoitavat lääkinnälliset laitesovellukset valmistetaan alumiinioksidia käyttäen, koska se on ihanteellinen materiaalivalinta. Alumiinioksidista valmistetaan myös erinomaisia jännitystä lievittäviä helmiä, hitsausta/lämpökäsittelyä vastaan suojaavia lämpöeristeitä sekä erityisiä upokkaita, jotka on suunniteltu erityisesti kemiallista käsittelyä varten metallurgisiin tai kemialliseen käsittelyyn tarkoitettuihin sovelluksiin.

Kylmäisostaattinen puristus (CIP), kehittynyt valmistustekniikka, voi parantaa merkittävästi työstettävyyttä koteloimalla jauheen suljettuun vaippaan ja kohdistamalla painetta tasaisesti useista eri suunnista, jolloin saadaan aikaan tiheämpiä osia, joilla on parempi laatu ja suurempi muotokyky.

Hienorakeista teknistä alumiinioksidia on saatavana eri muotoja, kokoja ja paksuuksia eri käyttötarpeiden täyttämiseksi. Epäpuhtaustasot vaihtelevat 94%:stä metallisointisovelluksiin aina 99,8%:hen korkean lämpötilan sovelluksissa.

Alumiinioksidilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja se on erittäin stabiili, mikä tekee siitä yhden markkinoiden kustannustehokkaimmista keraameista. Alumiinioksidin kulutuskestävyys, kulumiskestävyys ja korroosionkestävyys tekevät siitä sopivan moniin rakennesovelluksiin; itse asiassa sen kulutuskestävyys ylittää teräksen kulutuskestävyyden ja sen kovuus ja sitkeys kilpailevat piikarbidin kovuuden ja sitkeyden kanssa.

Alumiinioksidia voidaan muovata erilaisiin muotoihin rakeisesta keramiikasta monimutkaisiin kolmiulotteisiin komponentteihin. Sitä on saatavana jopa valulietteenä suoraan sintraukseen, ja siitä voidaan valmistaa sintrattuja kappaleosia, joiden lämpölaajenemiskerroin on erittäin alhainen. Lisäksi sen kemiallinen inerttiys ja stabiilius tekevät siitä sopivan kulutusta kestäviin pinnoitteisiin ja korroosiosuojasovelluksiin - Wunder Mold kattaa kaikki nämä tarpeet ja paljon muuta!

Puhtaus

Alumiinioksidi on yksi yleisimmin käytetyistä teknisistä keraamisista aineista, ja sitä on saatavana useissa eri puhtausasteissa erityissovellusten tarpeisiin. Erittäin puhdasta alumiinioksidia (Al2O3) käytetään tyypillisesti vaativissa ympäristöissä, koska sen kulumis-, korroosio-, lämpöshokki- ja lujuusominaisuudet ovat erinomaiset ja koska se on helposti metalloitavissa ja kestää hyvin korkeita lämpötiloja. Puhtausasteet voidaan räätälöidä erityisesti kutakin sovellusta varten aina 94%:stä helposti työstettäviin tarpeisiin 99,8%:hen vaativissa tilanteissa, joissa vaaditaan ylivoimaista suorituskykyä.

Saatavilla on erilaisia alumiinioksidikeramiikkoja, joiden koostumus ja mikrorakenne vaihtelevat eri sovellusten vaatimusten mukaisesti. Koostumus voidaan räätälöidä siten, että saavutetaan halutut suorituskykytasot sovellusta varten, ja tarkka valmistus voidaan toteuttaa erilaisilla konsolidointi- ja sintraustekniikoilla, jotta voidaan valmistaa lähes nettomuotoisia tuotteita, jotka ovat optimaalisen arvokkaita tästä keraamisesta materiaalista valmistettuja tuotteita.

CoorsTek tarjoaa yli 100 erilaista alumiinioksidikoostumusta, jotka voidaan räätälöidä erityisesti erilaisiin erikoissovelluksiin. Kokeneet insinöörimme voivat auttaa valitsemaan alumiinioksidilaadun, joka täyttää kaikki erityiset sovellustarpeesi.

Alumiinimateriaalin puhtaus vaikuttaa sen kulutuskestävyyteen ja johtavuuteen, jotka vaikuttavat suoraan sen kykyyn kestää lämpöshokkia. Röntgen- ja diffraktiokokeet ovat osoittaneet, että korkeamman puhtauden alumiinioksidin kulutuskestävyys on parempi ja lämpölaajenemisnopeus alhaisempi, mikä tekee siitä ylivoimaisen hyvän valinnan korkean suorituskyvyn sovelluksiin.

Puhtauden lisäksi alumiinioksidin rakeisuus vaikuttaa sen lämpöominaisuuksiin. Hyödynnämme diffraktio- ja röntgentestausta mitataksemme alumiinioksidin rakeiden koon, muodon ja jakauman lämpölaajenemisreaktiivisuuden testausta varten ja määrittääksemme niiden lämpölaajenemisominaisuudet - näiden tietojen avulla voimme luoda tiheää huokoista keramiikkaa, joka on räätälöity erityisesti sovellustarpeisiisi.

ZIRCAR Alumina -tuoteperheeseen kuuluu laaja valikoima tuotteita, joissa on erilaisia huokoisuuksia, laatuja ja raekokoja, jotta ne sopivat sovelluksiisi. Esimerkiksi AL-30-luokan alumiinioksidimateriaali tarjoaa tasaisen avoimen huokoisuuden, joka soveltuu työstöön, ja sen alhainen irtotiheys ja erittäin puhtaat epäorgaaniset binäärit antavat sille erinomaisen kuumalujuuden, mittatarkkuuden ja mekaanisen eheyden korkeissa lämpötiloissa.

Valmistus

Alumiinioksidin fysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat huomattavasti sen puhtaudesta ja tuotantoprosessista riippuen. Hienorakeinen tekninen alumiinioksidi tarjoaa optimaalisen yhdistelmän kustannuksia ja suorituskykyä sovelluksissa, joissa vaaditaan suurta lujuutta, kemiallista vakautta ja äärimmäisten lämpötilojen kestävyyttä. Puhtausasteet vaihtelevat 94%:stä helppoihin metalloitavuuksiin 99,8%:hen - joka on ihanteellinen kaikkein tiukimpienkin sovellusvaatimusten täyttämiseksi - ja hienojakoinen tekninen alumiinioksidi on edullinen mutta tehokas valinta.

Alumiinioksidin CTE:n valmistus vaatii lukuisia prosesseja, jotta voidaan tuottaa sen keraamiset muodot, jotka ovat tarpeen sovelluksen kannalta. Muotteja ja valumenetelmiä voidaan käyttää monimutkaisen muotoisten tuotteiden, kuten upokkaiden, eristeiden, kaasusäiliöiden, uunien osien, hitsaussuuttimien, jännitystä lievittävien helmien tai muiden erikoismuotojen valmistamiseen. Saatavilla on myös erilaisia paksuuksia eri vaatimusten täyttämiseksi.

Alumiinioksidi on erittäin kova ja sitkeä materiaali, joka soveltuu teollisuuden leikkuutyökaluihin. Lisäksi voidaan valmistaa läpikuultavia versioita lisäämällä pieniä määriä magnesiittia valmistusprosessin aikana. Työstämällä tai hiomalla timanttipinnoitetuilla työkaluilla tai pyörillä saavutetaan usein sovellukseen ihanteelliset mitat, pinnanlaatu ja toleranssit.

Alumiinikarbidin tuotanto alkaa alumiinioksidilietteen valmistuksella. Kun tämä nestemäinen materiaali on luotu, se sijoitetaan kipsimuottiin ja sen annetaan jähmettyä ajan myötä. Onttoa valumenetelmää voidaan käyttää, kun muovataan suurempia komponentteja, jotka on luotava nopeasti yhtenä kappaleena; tämäntyyppisen muotin käyttö mahdollistaa nopean kehityksen.

Jotta voidaan varmistaa, että alumiinioksidiliete on tiheydeltään ja koostumukseltaan ihanteellinen, tehdään useita testejä. Tähän sisältyy lämpöprosessin komponenttien arviointi sekä agglomerointitekniikoiden ja mahdollisten säiliölaitteiden tutkiminen. Käyttökohteesta riippuen voidaan tarvita myös panos- tai kokeiluluokan uunitestejä, jotta voidaan määrittää ihanteellinen ainesosien yhdistelmä lopullisen alumiinioksidin sementtipitoisen tuotteen (cte) luomiseksi.

Teknisiä keraamisia, kuten alumiinioksidia, käytetään laajalti ilmailu- ja avaruusalalla, autoteollisuudessa ja teollisuusmarkkinoilla niiden kestävyyden, korroosionkestävyyden, korkeiden lämpötilojen sietokyvyn ja iskuvahinkojen vaimentamiskyvyn vuoksi. Lisäksi sen alhainen lämpölaajenemiskerroin tekee tästä materiaalista sopivan laakereihin tai eristykseen korkean lämpötilan ympäristöissä.