Alumiinioksidikiekkokalvon sovellukset

Alumiinikeraamisilla (Al2O3) levykeraamisilla kalvoilla on erinomainen kulutuskestävyys ja voitelukyky, minkä vuoksi niitä käytetään yleisesti mekaanisissa laitteissa, jotka vaativat suojaa kulutukselta, suodatuksessa, katalyysissä tai anturiteknologiassa.

Alumiinituotteet ovat kovia ja kestäviä, ne kestävät happoja ja emäksiä ja ovat samalla lämmönkestäviä - ominaisuuksiensa ansiosta ne soveltuvat sähköeristimiksi ja alustoiksi ohutkalvopinnoitusprosesseihin.

Korkean lämpötilan kestävyys

Alumiinikiekko on keraamisesta materiaalista alumiinioksidista (alumiinioksidista) valmistettu levynmuotoinen komponentti. Tätä laitetta käytetään monissa sovelluksissa, koska sen poikkeukselliset fysikaaliset, mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet mahdollistavat sen, että se kestää vaativia korkean lämpötilan ympäristöjä menettämättä rakenteellista eheyttä tai haurastumatta.

Alumiinioksidi kestää jopa 1750 celsiusasteen lämpötiloja, mikä tekee siitä erinomaisen materiaalin elektroniikkakomponentteihin, jotka toimivat korkeissa lämpötiloissa. Lisäksi alumiinioksidin korkea sulamispiste takaa sen, ettei se hajoa tai liukene ajan myötä veteen tai muihin nestemäisiin ympäristöihin.

Alumiinioksidi kestää kemiallista korroosiota ja muita vaarallisia aineita, joten se sopii erinomaisesti reaktoreiden tai säiliöiden vuoraukseen, joissa käsitellään myrkyllisiä materiaaleja, kuten hankaavia tai myrkyllisiä aineita. Alumiinioksidi toimii myös erinomaisena katalysaattoritukena prosesseissa, joissa tarvitaan korkeita lämpötiloja, koska se kestää vahvoja happoja ja emäksiä.

Alumiinioksidilla on poikkeuksellinen kulutuskestävyys, joten se on erinomainen valinta hiomiseen ja hiontaan. Alumiini kestää nopeaa automaattista hiontaa tuottamatta liiallista lämpöä tai tuottamatta karkeaa pintakäsittelyä; lisäksi kovuutensa ja lujuutensa ansiosta se soveltuu teollisuuslaitteissa olevien metalliosien työstöön.

Huokoista alumiinioksidia voidaan käyttää myös biolääketieteellisissä sovelluksissa sen läpäisevyyden ja bioyhteensopivuuden ansiosta, minkä vuoksi se soveltuu lääketieteellisiin hoitoihin, joissa se tunkeutuu ihon tai kudosten läpi. Lääketieteellisissä sovelluksissa muokattaviin ominaisuuksiin voivat kuulua koko, jakauma ja yleinen läpäisevyys. Lisäksi tätä materiaalia käytetään laajalti hammaslääketieteellisten instrumenttien tai kirurgisten työkalujen päällystämiseen, koska sitä on saatavana monenlaisissa muodoissa, jotka täyttävät erilaiset laitekonfiguraatiotarpeet.

Alumiinioksidilla on paremmat sähköeristysominaisuudet, kun se valmistetaan korkeamman puhtausasteen tuotteilla, mikä auttaa estämään sähköjärjestelmien vuotoja vaativissa lämpöympäristöissä ja suojaa muodonmuutoksilta raskaissa kuormituksissa. Alumiinioksidi säilyttää myös mittapysyvyytensä korkeammissa lämpötiloissa, mikä auttaa ehkäisemään raskaiden kuormien aiheuttamia muodonmuutoksia tai vääristymiä.

Pin-on-disc-testissä käytetään pallonmuotoista sisennystä painamaan alumiinioksidinäytteen pintaa vasten ja luomaan kulumisjälki, jolloin saadaan tietoa näytteen kulutuskestävyydestä ja voiteluominaisuuksista.

Korkea kestävyys

Alumiinioksidilevyt ja -levyt ovat erittäin kimmoisia materiaaleja, jotka kestävät korroosiota, kulumista, iskuhiertymiä ja korkeita lämpötiloja menettämättä rakenteellista eheyttä tai kemiallista vakautta. Joustavuutensa ansiosta ne soveltuvat sovelluksiin, joissa tarvitaan sekä mekaanista että termistä rasitusta kestäviä keraamisia komponentteja, kuten kemian prosessoinnissa, lääkinnällisten laitteiden valmistuksessa, keramiikan tuotannossa, optisissa komponenteissa tai bioyhteensopivuudessa.

Alumiinioksidilla on suuri mekaaninen lujuus ja jäykkyys, minkä ansiosta se on helppo muotoilla monimutkaisiin muotoihin, joissa on tiukat toleranssit. Alumiinioksidi on yksi yleisimmin käytetyistä teknisistä keraameista, joita käytetään teknisissä sovelluksissa - sen ominaisuuksien yhdistelmä tekee siitä valintamateriaalin yli 80% teknisissä sovelluksissa. Alumiinioksidi poltetaan 1600 celsiusasteen (2900 °F) lämpötilassa, ja se muodostaa tiivistä teknistä keramiikkaa, jota voidaan käsitellä sekä hapettavassa ympäristössä että tyhjiöuuneissa valmistuksessa.

IPS Ceramics valmistaa ja toimittaa laajan valikoiman eri kokoisia ja paksuisia alumiinioksidituotteita, jotka kaikki on valmistettu käyttämällä zirkoniumoksidilla karkaistua alumiinioksidia (ZTA), innovatiivista komposiittikeramiikkaa, jossa yhdistyvät molempien materiaalien edut - alumiinioksidin kovuus yhdistettynä zirkoniumoksidista saatavaan sitkeyteen, mikä lisää murtumissitkeyttä normaaleissa lämpötiloissa, mikä tekee zirkoniumoksidikeramiikasta kestävämpää kuin puhtaasta alumiinioksidikeramiikasta, jonka suhteet voidaan mukauttaa erityisten sovellustarpeiden mukaan.

Huokoista alumiinioksidikeramiikkaa käytetään sovelluksissa, jotka edellyttävät alhaisen läpäisevyyden omaavaa keramiikkaa, kuten suodatuksessa, nesteiden erottelussa, katalyysissä ja anturiteknologiassa. Niiden huokoisuutta voidaan säätää erityisten sovellustarpeiden ja ympäristönäkökohtien mukaan säätämällä huokoskokojakaumaa ja kokonaisläpäisevyyttä.

Alumiinikeraamiset levyt ja kiekot ovat erittäin kulutusta kestäviä, ja niiden kovuus on lähellä timantin kovuutta. Mohsin kovuuden 9 ansiosta ne ovat 266 kertaa kestävämpiä kuin mangaaniteräs ja 171,5 kertaa kestävämpiä kuin korkeakrominen valurauta. Tämän kulutuskestävyyden ansiosta ne vähentävät merkittävästi kitkaa, pidentävät laitteiden käyttöikää ja johtavat viime kädessä alhaisempiin huoltokustannuksiin, energiankulutuksen vähenemiseen, päästöjen säästöihin ja päästöjen vähenemiseen.

Kemiallinen inerttiys

Alumiinikeraamiset levyt ovat kemiallisesti inerttejä ja kestävät useimpia happoja ja emäksiä, joten ne soveltuvat sovelluksiin, joissa voi esiintyä kemikaaleja tai kaasuja. Eristeinä ne auttavat suojaamaan elektronisia komponentteja sähköiskuilta ja ylikuumenemiselta. Niiden kova pinta suojaa mekaanisia laitteita myös hankaukselta, ja ne ovat hyviä lisäyksiä lämpövoiman tuotantojärjestelmissä, kuten materiaalin jakelussa, jauhamisessa, pölynpoistossa ja materiaalin jakelujärjestelmissä - ne toimivat jopa erinomaisesti lääketieteellisissä ja hammaslääketieteellisissä laitteissa, sillä ne ovat bioyhteensopivia ja kestävät korkeampia lämpötiloja! Alumiinikeraaminen on myös loistava vaihtoehto bioyhteensopiviksi lääketieteellisiksi ja hammaslääketieteellisiksi laitteiksi, koska se kestää korkeita lämpötiloja; mikä tekee alumiinioksidikeramiikasta loistavan materiaalivaihtoehdon!

Kemiallisesti inertit aineet edellyttävät, että niiden ulompi elektronikuori on täysin täynnä ja että ne eivät reagoi muiden yhdisteiden kanssa; esimerkiksi hiekan ja jalokaasujen kaltaiset aineet ovat kemiallisesti inerttejä, kun taas kloori ja rikkihappo reagoivat muiden aineiden kanssa. Typen vaihtoenergia on suurin mahdollinen, joten se ei voi menettää tai saada elektroneja, ja jalokaasuilla on kaikilla kahdeksikon elektronikonfiguraatio uloimmalla kuorellaan, joten ne ovat kaikki inerttejä aineita.

Alumiinikeraamisia levyjä ja kiekkoja käytetään usein kemiallisten reaktioiden tukemiseen ja upokkaiden varastointiin niiden inertin kemiallisen koostumuksen vuoksi. Lisäksi ne soveltuvat erinomaisesti metallien ja seosten hiontaan automaattisilla tai manuaalisilla hiontakoneilla ilman, että ne tuottavat liikaa lämpöä tai jättävät jälkeensä karheita pintoja; lisäksi ne soveltuvat erinomaisesti hiomalaitteisiin naarmujen tai hapettumien poistamiseksi metallipinnoilta.

Alumiinikiekot ovat ihanteellisia kemiallisiin analyyseihin, koska ne kestävät happoja, emäksiä ja liuottimia. Lisäksi niiden eristysominaisuudet suojaavat virtapiiriä ylikuumenemiselta ja pitävät samalla kemikaalit suljettuna ilman vuotoja tai roiskeita. Nämä kumitiivisteet kestävät myös kulutusta ja kulumista, joten ne ovat ihanteellinen valinta mekaanisiin laitteisiin, jotka tarvitsevat suojaa kulutukselta ja korroosiolta. Alumiinikeraamisen tiivisteen Mohsin kovuusluokitus on 9 - lähellä timantin kovuutta, mutta korkeampi kuin teräksen tai raudan - joten se on kestävä, pitkäaikainen ja kustannustehokas ratkaisu moniin teollisuussovelluksiin. Koska alumiinioksidikeraami ei ole reaktiivinen, se ei myöskään reagoi muiden laboratorio- tai työtiloissa esiintyvien aineiden kanssa, mikä estää kontaminaatio-ongelmien syntymisen.

Alhainen lämmöntuotanto

Alumiinikiekot pysyvät mittasuhteiltaan vakaina korkeissa lämpötiloissa ja kestävät rasitusta, joten ne ovat ihanteellinen materiaali eristämään sähkölaitteita liialliselta kuumuudelta sekä suojaamaan niitä korroosiolta tai muilta vaurioilta. Alumiinioksidin alhainen lämmönjohtavuus tekee siitä myös houkuttelevan valinnan komponentteihin, jotka tarvitsevat toimiakseen alhaisia lämpötiloja.

Tekninen tai kehittynyt keramiikka on erikoisvalmisteinen keramiikkatyyppi, joka on suunniteltu tarjoamaan monia samoja etuja kuin alumiinioksidi, mutta se on räätälöity ankarampiin ympäristöihin, joissa vaaditaan kemiallista ja termistä vakautta, mekaanista lujuutta, kulutuskestävyyttä, sähköistä eristystä ja muuta. Tällaisia materiaaleja käytetään usein elektroniikan valmistuksessa, kuten integroitujen piirien pakkauksissa, sytytystulppien eristeissä ja anturialustoissa sekä erilaisissa teollisissa ja lääketieteellisissä laitteissa.

Manchesterin yliopistossa tutkijat ovat demonstroineet ensimmäisenä maailmassa alumiinioksidin termokemiallisen kalsinoinnin ilman palamista, jolloin hiilidioksidipäästöt ja sivutuotteet, kuten silikaattipöly, jäävät pois. Tulokset osoittivat, että tuotettu alumiinioksidi on hyvälaatuista ja että sen kemiallinen muuntuminen alumiinioksidiksi (X) on korkea, sen ominaispinta-ala on suuri ja happi-/vesipitoisuus alhainen.

Kokeellinen dynaaminen TGA-ajo, joka suoritettiin 298 K:ssa ja jossa kaikki muut toimintaolosuhteet pysyivät vakiona, osoitti, että aurinkokäsitellyn alumiinioksidin X-arvot kasvoivat kalsinointilämpötilan noustessa aina 95,8%:hen 132,7 m2 g-1:n lämpötilassa ajossa 14. Tämä todiste vahvisti SEM-mikroskooppikuvat aurinkokäsitellystä alumiinioksidista, joka on tuotettu teollisilla pikakalsinointilaitteilla, ja aiemmat arviot pikakalsinointilaitteilla tuotetusta SGA:sta.

Alumiinioksidin huokosjakauma oli erinomainen, huokosten keskimääräinen halkaisija oli noin 5,6 nm ja huokostilavuudet vaihtelivat 168-190 m2 g-1 välillä kaikissa ajoissa. Tämä oli verrattavissa aiempiin arviointeihin, joissa käytettiin pikakalsinointilaitteita, mutta huomattavasti suurempi kuin perinteisillä polttoprosesseilla tuotettu kaupallinen alumiinioksidi.

Alumiinioksidin erinomaiset ominaisuudet tekevät siitä ihanteellisen materiaalin monenlaisiin sovelluksiin kemiallisesta käsittelystä teollisuus- ja autoteollisuuden laitteisiin. Alumiinioksidin poikkeuksellisten lämpö- ja kemiallisten eristysominaisuuksien lisäksi alumiinioksidi tarjoaa kestävyyttä ja kulutuskestävyyttä sekä korkean sulamispisteen - ominaisuuksia, joiden ansiosta se on myös laboratoriolaitteiden, kuten upokkaiden ja maljojen, materiaalivalinta.