Mikä on tyydyttävä alumiinioksidi?

Alumiinioksidi (alumiinioksidi) on tärkein materiaali, jota käytetään alumiinin valmistukseen. Alumiini on nouseva vähähiilinen metalli, jonka on määrä kasvaa maailmanlaajuisesti merkittävästi. Alumiinioksidilla on vertaansa vailla oleva ominaisuuksien yhdistelmä.

Alumiinioksidi voi nostaa sulamislämpötilaa, luoda silkkisen mattapintaisia pintoja ja vähentää halkeilua, kun sitä käytetään osana lasitekemiaa. Alumiinioksidivattoja - joko hydratoidussa tilassaan tai kalsinoidussa tilassaan - käytetään yleisesti uunien sisällä uunivattamateriaalina.

Kovuus

Tyydyttävän alumiinioksidin kovuus mitataan sen kulutuskestävyyden perusteella. Koska se on niin kovaa, se kestää vuosien kulutusta halkeilematta tai murtumatta, joten se sopii erinomaisesti kulutusta kestäviin insertteihin ja tuotteisiin sekä eristämään kemikaaleja, kuten happoja tai emäksiä, vastaan ankarissa ympäristöissä.

Alumiinioksidista on nopeasti tullut yksi yleisimmin käytetyistä teknisistä keraamisista materiaaleista ruiskuvalussa, koska sillä on laaja valikoima hyödyllisiä ominaisuuksia, kuten huomattava kovuus ja kulutuskestävyys, alhainen dielektrinen häviö ja lämpöstabiilisuus, ja lisäksi sen avulla käyttäjät voivat suunnitella komponentteja, joilla on monimutkainen geometria ja hieno pintakäsittely.

Alumiinioksidi (alumiinioksidi) on luonnossa esiintyvä mineraali, jolla on vahvat atomien väliset sidokset ja monia toivottavia ominaisuuksia. Alumiini sisältää useita eri kiteisiä faaseja matalammissa lämpötiloissa, mutta korkeammissa lämpötiloissa se palaa takaisin stabiilimpaan heksagonaaliseen alfa-faasiin, mikä tekee siitä erityisen haluttavan rakenteellisiin sovelluksiin.

Alumiinioksidi on edelleen suosittua sen erinomaisen mekaanisen lujuuden ja kovuuden vuoksi, joita lisätään edelleen työkarkaisun avulla, koska sen mekaaniset ominaisuudet ja hitsattavuus ovat erinomaiset. Valitettavasti zirkoniumoksidi vähentää kovuutta merkittävästi, kun sitä lisätään alumiinioksidipohjaisiin keraamisiin komposiitteihin. Siksi on tärkeää ymmärtää, miten kovuus liittyy muihin ominaisuuksiin, kuten korroosionkestävyyteen tai alumiinioksidin hitsattavuuteen.

Alumiinioksidilla on erinomaiset sähköeristysominaisuudet, ja se voidaan helposti muotoilla erilaisiin muotoihin erityissovelluksia varten. Alumiini on suosittu käyttökohde integroitujen pii safiirilla -piirien alustana; se voi myös toimia tehokkaana tunneliesteenä suprajohtavissa laitteissa, kuten yhden elektronin transistoreissa ja suprajohtavissa kvanttiinterferenssilaitteissa.

Alumiinioksidin kovuus on yksi sen suurimmista eduista ja yksi syy siihen, miksi metallurgit käyttävät sitä työssään. Lisäksi tämän materiaalin kestävyys tarkoittaa, että se kestää kovia olosuhteita, joten se soveltuu sotilasajoneuvojen panssarimateriaaliksi, koska se kestää hankausta ja iskuja taistelukentän ajoneuvoissa.

Tiheys

Alumiinioksidilla (alumiinioksidilla) on lukuisia suotavia ominaisuuksia, jotka tekevät siitä käyttökelpoisen erilaisissa sovelluksissa. Kovuus, vakaus, eristävyys ja korroosionkestävyys tekevät siitä erinomaisen komponentin keramiikan kaltaisten funktionaalisten materiaalien valmistukseen. Lisäksi alhaisen kitkakertoimen ja korkeiden kovuusominaisuuksiensa ansiosta se soveltuu erinomaisesti käytettäväksi metallurgisissa pinnoitteissa kulumis- ja kulumiskomponentteina, eristeissä tai jopa upokkaissa.

Alumiinia voidaan valmistaa louhimalla sitä bauksiitista, malmista, jota esiintyy monissa maissa. Kun se on louhittu, se voidaan jalostaa alumiiniharkoiksi ja Alclad-alumiinilevyiksi laajassa ja monimutkaisessa prosessissa, jossa käytetään lukuisia koneita - sekä fysikaalinen rikastus että kemiallinen käsittely ovat molemmat mukana puhtauden lisäämiseksi ja samalla hiukkasten muodon ja koon hallitsemiseksi. Vaihtoehtoinen menetelmä alumiinin tuottamiseksi voi olla sen saostaminen suoraan sen hydraattisesta esiasteesta, mutta tämä vaihtoehto voi olla kallis ja aikaa vievä.

Pyyhkäisyelektronimikroskooppianalyysi osoitti, että PDMS/alumiinioksidi/CF-komposiitissa olevat alumiinioksidihiukkaset voivat toimia silloittajana ja edistää lämmönjohtamisreittien yhdistettävyyttä sekä vaaka- että pystysuunnassa, mikä vähentää rajapinnan lämpöresistanssia ja parantaa samalla sähkönjohtavuutta.

Nämä tulokset osoittavat, että alumiinioksidi/CF-komposiitti, jossa on erittäin suuntautunut CF/alumiinarakenne, voi lisätä alumiinioksidin sähkön- ja lämmönjohtavuutta ja toimia erinomaisena materiaalina keramiikka-metallien läpivientien valmistuksessa, korkeatyhjiölaitteiden tuotannossa, eristiminä antureissa/sensoreissa, sputterointikohteissa tai jopa röntgenkomponenteissa.

Alumiinioksidi on myös olennainen materiaali hammaslääketieteellisten tuotteiden ja lääketieteellisten implanttien valmistuksessa sen bioyhteensopivuuden, vahvojen happojen kestävyyden, kovuuden ja lujuuden ansiosta - sitä käytetään usein tinan vaihtoehtona hammaslääketieteessä - tekohampaiden, kruunujen ja viilujen valmistuksessa, kirurgisten instrumenttien valmistuksessa, kirurgisten retraktoreiden valmistuksessa sekä hammaslääketieteellisten porien valmistuksessa, ja se kestää jopa fluorivetyhapon syövytystä! Alumiinioksidi on myös erittäin kulutuskestävää, joten se kestää fluorivetyhapposyövytyksiä!

Korroosionkestävyys

Alumiinioksidi on teollisen keramiikan keskeinen ainesosa, ja sitä käytetään ensisijaisesti tulenkestävissä materiaaleissa. Lisäksi tätä monikäyttöistä ainetta käytetään moniin muihin tarkoituksiin, kuten kiillotusaineena ja hioma-aineena. Keraamisia käytetään myös laattojen valmistukseen, jotka kiinnitetään hiiltä käyttävissä voimalaitoksissa jauhetun polttoaineen linjojen ja savukaasukanavien sisäpuolelle suojaamaan voimakkaasti kuluvia alueita kulumiselta ja kulumiselta. Tämä säästää sekä energiaa että rahaa verrattuna teräsvaihtoehtoihin. Alumiinioksidilaatat saatetaan joutua vaihtamaan muutaman vuoden välein; se toimii sähköeristeenä, jota käytetään substraattina piin päällä integroiduissa piireissä ja suprajohtavien laitteiden, kuten yhden elektronin transistorien ja suprajohtavien kvanttiinterferenssilaitteiden, valmistuksessa. Lisäksi alumiinioksidia käytetään alumiinioksidipinnoitettujen piikiekkojen valmistuksessa, joita käytetään aurinkokennojen substraatteina; tämä parantaa hyötysuhdetta merkittävästi verrattuna perinteisiin kuparipinnoitettuihin kiekkoihin.

Alumiinioksidi katalysoi useita reaktioita teollisuudessa. Se toimii katalysaattorina Claus-prosessissa, jossa jalostamoiden rikkivetykaasusta muodostuu alkuainerikkiä, sekä synteesiprosesseissa, joissa alkoholit muunnetaan alkeeniksi. Lisäksi alumiinioksidi toimii tukiaineena monissa teollisissa katalysaattoreissa, kuten rikinpoistohydrodesulfurointi- ja Ziegler-Natta-reaktioissa, ja sitä käytetään sorbenttina kemiallisissa reaktioissa, kuten etanolin dehydraatiossa dietyleeniglykolin dehydraatioprosesseissa.

Vaikka alumiinioksiditrihydraatti (ATH) on veteen liukenematon, sillä on kaksi erillistä tehtävää, kun sitä käytetään polymeerijärjestelmien ainesosana: se on tehokas täyteaine ja palonestoaine. Neljä polymorfismia, jotka kaikki sisältävät alumiinia ydinmateriaalina ja kolme hydroksyyliryhmää sen ympärillä. Lisäksi tällä jauheella on erittäin tiheä tiheys 2,4 g/cm3 , joka kestää jopa 200 degC:n lämpötiloja.

Alumiinitrihydraattia on jo pitkään käytetty kumituotteissa sekä raidoitumisenestoaineena että palonestoaineena. Taloudellisena täyteaineena alumiinioksiditrihydraatti voi helposti korvata kalliit lisäaineet, kuten bariumsulfaatin; lisäksi se on erittäin biohajoava ja vähämyrkyllinen, minkä vuoksi se on laajalti suosittu kaapeli- ja johdinsovelluksissa.

Hitsattavuus

Vaikka alumiinioksidin hitsaaminen onnistuu, sinun on käytettävä oikeita tekniikoita ja laitteita, jotta se onnistuu. Koska alumiini on herkkä kuumuudelle, virheellisessä hitsauksessa voi syntyä halkeamia tai murtumia; siksi tehtävään sopivan kaarijännitteen ja ampeerin valitseminen on tärkeää, jotta voidaan tuottaa laadukkaita hitsejä ja suojata laitteita vaurioilta.

AM-valmistettujen alumiiniseosten hitsattavuus riippuu sekä käytetystä AM-prosessista että valmistuksen aikana tuotettujen osien mikrorakenteesta. Lisäksi erilaiset hitsausprosessit tuottavat erilaisia mekaanisia ominaisuuksia: esimerkiksi sulahitsaus tuottaa vahvoja hitsejä, kun taas solid-state-hitsaus tuottaa heikkoja hitsejä; lisäksi perusmateriaalin laatu vaikuttaa hitsattavuuteen.

Tyydyttävän alumiinioksidin hitsattavuus riippuu sen huokos- ja huokostasosta; huokoset vähentävät lujuutta, kun taas huokoset lisäävät materiaalien sitkeyttä ja sitkeyttä; tyypillisesti kovemmassa alumiinioksidissa on vähemmän huokosia; tämän vuoksi sen hitsaaminen on vaikeampaa kuin pehmeän alumiinioksidin, mutta se tarjoaa silti monia sovelluksia.

Alumiinioksidi kestää hyvin happoja ja emäksiä, joten se on ihanteellinen materiaalivalinta teollisuuden käyttöön, kuten lämmönvaihtimiin ja uuneihin. Lisäksi sen alhainen lämpölaajenemiskerroin tekee tästä materiaalista houkuttelevan.

Alumiinioksidin kemiallinen inerttiys ja korroosionkestävyys ovat tehneet siitä houkuttelevan materiaalivalinnan moniin lääketieteellisiin sovelluksiin, kuten kruunujen valmistukseen. Alumiinioksidi kestää hyvin myös äärimmäisiä lämpötiloja, joten se soveltuu hyvin lääketieteellisten proteesien, kuten hammaskruunujen, valmistukseen.

AM-valmisteisten alumiiniseosten hitsaaminen on monimutkainen ja haastava tehtävä. Nykyiset parhaat käytännöt edellyttävät sekä sulatus- että kiinteän tilan hitsausmenetelmien käyttöä, mutta lisätyötä on vielä tehtävä. AM-valmisteisten alumiiniosien mikrorakenteista ja mekaanisista ominaisuuksista on saatava syvällisempi käsitys, ja näiden osien hitsaukseen on löydettävä optimoidut parametrit.