Mi az alumínium-oxid (Al2O3)?

A timföld (Al2O3) az ipari kerámiák alapvető összetevője. A nagy keménységű és kopásállóságú, valamint a forró feldolgozással és a korróziós környezetekkel szemben egyaránt toleráns alumínium-oxidot széles körben használják zafírok és más drágakövek, például rubinok, smaragdok és gyémántok csiszolásához.

A timföldből készült tűzálló anyagot különböző konszolidációs és szinterelési technikákkal állítják elő. E tűzálló anyag tulajdonságai a por tisztaságától és az égetés utáni szemcsemérettől egyaránt függnek.

Keménység

Az alumínium-oxid hihetetlen keménysége, termikus tulajdonságai és mechanikai szilárdsága miatt az iparágak szerves részét képezi. Ezen tulajdonságainak köszönhetően az alumínium-oxid kiváló alkatrész a precíziós kialakítást vagy kopásállóságot igénylő alkalmazásokhoz - a keménységi skála tekintetében a második a gyémánt után! A HRA80-90 jelöli a keménységi skála pozícióját, ami ezt az alkatrészt kivételesen robosztussá teszi még a nagy nyomáson és hőmérsékleten történő ismételt ütések során is.

Az alumínium-oxidot általában bauxitércből nyerik, amely olyan szennyeződéseket tartalmaz, mint a vas(III)-oxid (Fe2O3) és a szilícium-dioxid (SiO2). A szennyeződések jelentősen csökkentik a végtermék tűzállóságát, ezért a kitermelési és finomítási folyamatok során el kell távolítani őket. A kiváló minőségű timföld alacsony porozitású és nagy arányban tartalmaz polikristályos Al2O3-t, ami hozzájárul figyelemre méltó keménységéhez.

Az alumínium-oxid magas tűzálló hőmérséklettel büszkélkedhet, így rendkívül ellenálló a vegyi támadásokkal és a korrózióval szemben. Ezenkívül ez az anyag erős nyomószilárdsággal rendelkezik - ideális olyan összetett geometriájú alkatrészek gyártásához, amelyeknek nagy nyomást kell elviselniük.

A kerámia polimereket, mint például a cirkónium-dioxidot, széles körben használják az ipari kerámiákban, tűzálló anyagokban és más kerámiatermékekben, amelyek kivételes keménységet és tartósságot igényelnek. A kerámiapolimerek képesek ellenállni a szélsőséges hőmérsékleteknek anélkül, hogy károsodnának, így ideális alapanyagot jelentenek a hő- és korrózióállóságra tervezett bevonatokhoz.

Az alumínium-oxid-kerámiából számos műszaki és ipari termék készíthető, a folyadékáramlás mérésére szolgáló nyomásérzékelőktől kezdve a porlasztási céltárgyak, elektroncső-alkatrészek, lézeralkatrészek és hegesztőfúvókák kopásgátló bevonataiig. Kiváló kopásállósága miatt kiváló hegesztőfúvókák, feszültségcsökkentő gyöngyök és hőszigetelők készíthetők belőle a kohászati/kémiai folyamatokban, valamint kivételes hegesztőfúvókák, feszültségcsökkentő gyöngyök, hőszigetelők e folyamatokban, valamint hőszigetelő tulajdonságai miatt kiváló választás kerámia-fém átvezetések / röntgenkomponensek átvezetései / nagyfeszültségű perselyek stb. gyártásakor.

Kopásállóság

A timföld egy rendkívül kemény, tűzálló anyag, amely kiváló kopás- és kopásállósággal rendelkezik. A gyártás során többek között csiszolóanyagokban, cementtermékekben, tűzálló anyagokban, építőipari felhasználásokban a homok helyettesítésére, valamint alternatív nanoszálas alkalmazásokban, például kerámia csőbélésekben, amelyek kivételes kopás- és korrózióvédelmet biztosítanak. Különböző formákban - többek között bauxit vagy alumínium-oxid nanoszálak formájában -, valamint a védelmet nyújtó csőbevonatok szerves összetevőjeként is megtalálható.

A bauxit a természetben előforduló alumínium-hidroxid ásványok érce, amely változó arányban tartalmaz szilícium-dioxidot, vas-oxidot, titánium-dioxidot és alumínium-szilikát ásványokat. A bauxitot a Bayer-eljárással alumínium-dioxiddá lehet finomítani, amely számos kereskedelmi alkalmazással rendelkezik olyan tulajdonságai miatt, mint az alacsony elektromos vezetőképesség, a vegyi támadásokkal szembeni ellenállás, a nagy szilárdság és a rendkívüli keménység (9 Mohs skála). A bauxitokat régóta az egyik leghasznosabb mesterséges anyagként tartják számon.

1947-ben egy bauxit-finomítóban dolgozó 23 munkás Shaver-szindrómában szenvedett, mivel a finom timföld részecskéknek való kitettség miatt a tüdőbe belélegezve nehézlégzést, köhögést, mellkasi fájdalmat és a tüdő nem csomós fibrózist okozott, amelyet aluminátos tüdőfibrózisnak is neveznek.

A timföld 1850 fok feletti hőmérsékleten megolvasztható és nagyon összetett formákba önthető. A timfölddel kötött szilíciumkarbid nagyobb szilárdságot és tartósságot biztosít, mint más szilíciumkarbiddal kötött anyagok; a kopásállóság jó, míg a keménység nem felel meg. A szilárd alumínium-oxid nem jelent éghetőségi problémát, de porai a levegőben robbanásveszélyes keverékeket képezhetnek.

A timföld általában biztonságos kozmetikai használatra, és alacsony komedogén minősítéssel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy nem tömíti el a pórusokat és nem okoz pattanásokat. Az olyan vegán és halal minősítésű összetevőket, mint az alumínium-oxid, előzetesen bőrmintákon is tesztelni kell, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy nincs allergia; ez különösen fontos, ha közvetlenül az érzékeny bőrre alkalmazzák.

Savakkal és lúgokkal szembeni ellenállás

A tiszta alumínium-oxid alumínium-oxid formái védelmet nyújtanak mind a savas, mind a lúgos környezetekkel szemben, mivel hatékony oxidfilmet képeznek, amely normál expozíciós körülmények között nem bomlik le, és természetes módon önmegújul - vagyis a véletlen kopás vagy mechanikai sérülés gyorsan helyreállítja önmagát. Az oxidáló és redukáló atmoszféráknak egyaránt ellenálló képessége révén az alumínium-oxid vonzó anyagválasztás a petrolkémiai folyamatokban, például az autotermikus reformálásban való felhasználásra.

Az alumínium-oxid korrózióállósága a tisztaságával együtt nő. A nagy tisztaságú timföld kerámiaanyag nemcsak erősebb szerkezeti tulajdonságokkal rendelkezik, hanem a timföld minden formája közül a legjobb korrózióálló tulajdonságokkal is büszkélkedhet. Mint ilyen, a nagy tisztaságú alumínium-oxid kerámiaanyagok minden más típushoz képest fokozott korrózióállóságot kínálnak. Ezeket a kerámiaanyagokat gyakran használják magas hőmérsékletet igénylő alkalmazásokban, mint például kohókemencék vagy ipari kemencék bélése; ezenkívül ez a fajta timföldes tűzálló anyag különböző formákban vagy méretekben is elkészíthető az egyedi ügyfélspecifikációknak megfelelően.

Az alumínium-oxid alacsony oldhatósága savakban - különösen a forró kénsavban és sósavban - és lúgokban - kiváló anyagválasztássá teszi ipari kemencebélések és más magas hőmérsékletű vegyipari alkalmazások számára.

Így ez a fajta tűzálló anyag a petrolkémiai üzemekben és finomítókban az egyik leggyakrabban alkalmazott alkatrész, amely alapvető szerepet játszik a szintézisgáz előállításában a részleges oxidációs és katalitikus reformálási folyamatok révén. Az alumínium-oxid-kerámia nagy tisztasága miatt is alkalmas ezekre az alkalmazásokra, mivel oxidáló és redukáló atmoszféráknak, valamint nagyon magas hőmérsékleteknek is ellenáll bomlás nélkül.

A nagy teljesítményű kerámia timföldből készült tűzálló anyagok rendkívül ellenállóak a hidrogénkorrózióval szemben. A timföldkerámia a petrolkémiai alkalmazásokban az autotermikus reformálási reakciók választott anyaga; ez egy sor termokémiai és termomechanikai folyamat, amelyet a szénhidrogének részleges oxidációjából és reformálásából származó szintézisgáz előállítására használnak, és inertségük segít elkerülni az ilyen körülmények között esetlegesen fellépő nemkívánatos redukciós reakciókat és melléktermékeket.

Az alumínium-oxid-kerámiák gyártásának részeként az olvadt fémhez adalékanyagokat lehet hozzáadni, hogy javítsák annak teljesítményét és tulajdonságait. Ilyen adalékanyagok például a króm, a titán és a cirkónium, amelyek jelentősen megváltoztatják a kristályszerkezetet, és olyan minőségeket eredményeznek, mint a 75% alumínium-oxid.

Sűrűség

Az alumínium egy puha, mégis erős fém, amely könnyen alakítható különböző formákba, így könnyűségének köszönhetően a repülőgépek építésénél a legmegfelelőbb anyag. Az alumínium emellett kiváló hő- és elektromosságvezető, így számos elektromos alkatrészben, többek között vezetőkben és kondenzátorokban is felhasználható. Az alumínium kiválóan ellenáll a korróziónak is, mivel a felületén egy oxidréteg képződik, amely megvédi a levegőtől és a nedvességtől, így megvédi a rozsdától, miközben a fém a lehető legtisztább és leghatékonyabb marad.

Az alumínium-oxid kiváló szigetelőanyag, és magas hőmérsékletű kemencék szigetelésére használható. Takaró, tábla, tégla és laza szálak formájában kapható különböző felhasználási célokra - a takaró táblák népszerűek -, az alumínium-oxid kiváló anyag drágakövek csiszolásához is; emellett más anyagokkal keverve kopásálló bevonatok készíthetők belőle textilvezetők, szivattyú dugattyúk, csúszdabélések, kiömlőnyílások, szerszámok, csapágyak stb. számára.

A bioinert kerámiák a kerámiák bioinert csoportjába tartoznak, és nagy ellenállóképességgel rendelkeznek a savakkal és lúgokkal, valamint a magasabb hőmérsékletekkel szemben - így segítik a berendezések élettartamának meghosszabbítását és az alkatrészek élettartamának meghosszabbítását. Ezenkívül ez az anyag kiváló tartóssággal és nagy merevséggel büszkélkedhet, ami ellenállóvá teszi a különböző ütésekkel szemben.

Az alumínium-oxid nagy felület-tömeg aránnyal büszkélkedhet, így kiváló nedvszívó és szűrő az ivóvízben lévő fluorid, arzén és szelén ellen. Továbbá porózus szerkezete segít a hidrogén-peroxid és a szárítószerek elnyelésében.

A timföld alumínium-oxidból (Al2O3) áll, ugyanolyan kémiai összetételű, mint a zafír és a rubin, de a színt adó szennyeződések nélkül. Az alumínium-oxid egy rendkívül tartós, kemény anyag, alacsony olvadásponttal és magas forrásponttal, könnyen alakítható különböző alkalmazásoknak megfelelő formákba, például textilvezetőkbe, szivattyú dugattyúkba, csúszdák és ürítőnyílásokba és szerszámokba a kopással kapcsolatos körülmények ellen, például textilipari malmokban használt textilvezetőkbe; ipari szivattyúk működtetésére használt szivattyú dugattyúkba; ipari szivattyúk belsejébe rögzített textilvezetőkbe a gyártóüzemekben, hogy megvédjék a nagy kopáson alapuló területeket a sérülésektől; az alumínium-oxidból készült csempék még a nagy kopáson alapuló területek további kopási sérüléseit is megakadályozzák - ez teszi a timföldet rendkívül értékes árucikké, amelyet nem szabad alábecsülni!