Applicazioni della membrana a disco di allumina

Le membrane ceramiche a disco in allumina (Al2O3) possiedono una resistenza all'usura e una lubrificazione superiori, che le rendono molto utilizzate nelle apparecchiature meccaniche che richiedono protezione dall'abrasione, nella filtrazione, nella catalisi o nelle tecnologie dei sensori.

I prodotti in allumina sono duri e durevoli, resistono agli acidi e agli alcali e al calore, qualità che li rendono adatti come isolanti elettrici e substrati per i processi di deposizione di film sottili.

Resistenza alle alte temperature

Un disco di allumina è un componente a forma di disco fabbricato con materiale ceramico allumina (ossido di alluminio). Questo dispositivo può essere utilizzato in molte applicazioni grazie alle sue eccezionali proprietà fisiche, meccaniche ed elettriche che gli consentono di resistere in ambienti esigenti ad alta temperatura senza perdere l'integrità strutturale o diventare fragile.

L'allumina può resistere a temperature fino a 1750 gradi Celsius, il che la rende un materiale eccellente per i componenti elettronici che operano in ambienti ad alta temperatura. Inoltre, l'elevato punto di fusione dell'allumina garantisce che non si degradi o si dissolva nel tempo in acqua o in altri ambienti liquidi.

L'allumina è resistente alla corrosione chimica e ad altre sostanze pericolose, ed è quindi ideale per rivestire reattori o recipienti che trattano materiali tossici, come quelli trattati con materiali abrasivi o tossici. L'allumina è anche un eccellente supporto per i catalizzatori nei processi che richiedono temperature elevate, grazie alla sua capacità di resistere a forti acidi e alcali.

L'allumina vanta un'eccezionale resistenza all'usura, che la rende una scelta eccellente per le applicazioni di levigatura e rettifica. È in grado di sopportare la rettifica automatica ad alta velocità senza produrre calore eccessivo o finiture superficiali grossolane; inoltre, la sua durezza e resistenza lo rendono adatto alla lavorazione di parti metalliche presenti nelle apparecchiature industriali.

L'allumina porosa può essere utilizzata anche in applicazioni biomediche grazie alla sua permeabilità e biocompatibilità, che la rendono adatta ai trattamenti medici che prevedono la penetrazione attraverso la pelle o i tessuti. Le proprietà personalizzabili per le applicazioni mediche possono includere le dimensioni, la distribuzione e la permeabilità complessiva. Inoltre, questo materiale è ampiamente utilizzato per rivestire strumenti dentali o chirurgici, poiché è disponibile in un assortimento di forme per soddisfare le varie esigenze di configurazione dei dispositivi.

L'allumina offre proprietà di isolamento elettrico superiori se prodotta con gradi di purezza più elevati, aiutando a prevenire le perdite dai sistemi elettrici in ambienti termici difficili e fornendo protezione dalla deformazione sotto carichi pesanti. L'allumina mantiene inoltre la sua stabilità dimensionale a temperature più elevate, contribuendo a prevenire deformazioni o distorsioni causate da carichi pesanti.

Il test Pin-on-disc impiega un penetratore a forma di sfera per premere contro la superficie di un campione di allumina e creare una traccia di usura, fornendo indicazioni sulla resistenza all'abrasione e sulle caratteristiche di lubrificazione.

Elevata durata

Le piastre e i dischi di allumina sono materiali altamente resilienti, resistenti alla corrosione, all'usura, all'abrasione da impatto e alle alte temperature senza perdere l'integrità strutturale o la stabilità chimica. La loro flessibilità li rende adatti alle applicazioni che richiedono componenti ceramici in grado di sopportare sollecitazioni sia meccaniche che termiche, come ad esempio la lavorazione chimica, la produzione di dispositivi medici, la produzione di ceramica, i componenti ottici o la biocompatibilità.

L'allumina vanta un'elevata resistenza meccanica e rigidità, che la rendono facile da modellare in forme complesse con tolleranze ristrette. L'allumina è una delle ceramiche tecniche più utilizzate per le applicazioni ingegneristiche: la sua combinazione di proprietà la rende il materiale preferito in oltre 80% di applicazioni ingegneristiche. Cotta a 1600degC (2900degF), l'allumina forma ceramiche tecniche dense che possono essere lavorate sia in ambienti ossidanti che in forni sotto vuoto.

IPS Ceramics produce e fornisce un'ampia gamma di prodotti in allumina di varie dimensioni e spessori, tutti prodotti utilizzando l'allumina temprata con zirconio (ZTA), un'innovativa ceramica composita che combina i vantaggi di entrambi i materiali: la durezza dell'allumina combinata con la tenacità dell'ossido di zirconio per una maggiore resistenza alla frattura a temperature normali, rendendo la ceramica ZTA più robusta rispetto alla ceramica in allumina pura, il cui rapporto può essere personalizzato in base alle specifiche esigenze applicative.

Le ceramiche di allumina porosa sono utilizzate per applicazioni che richiedono ceramiche a bassa permeabilità, come la filtrazione, la separazione dei fluidi, la catalisi e le tecnologie dei sensori. La loro porosità può essere regolata in base alle specifiche esigenze applicative e alle considerazioni ambientali, controllando la distribuzione delle dimensioni dei pori e la permeabilità complessiva.

Le piastre e i dischi in ceramica di allumina sono altamente resistenti all'abrasione e vantano una durezza prossima a quella del diamante. La loro durezza Mohs di 9 li rende 266 volte più resistenti all'usura rispetto all'acciaio al manganese e 171,5 volte rispetto alla ghisa ad alto cromo; grazie a questa resistenza all'usura, riducono significativamente l'attrito, prolungano la durata di vita delle apparecchiature e, in ultima analisi, si traducono in minori costi di manutenzione, riduzione del consumo energetico, risparmio di emissioni e riduzione delle emissioni.

Inerzia chimica

Le piastre in ceramica di allumina sono chimicamente inerti e resistenti alla maggior parte degli acidi e degli alcali, il che le rende adatte ad applicazioni in cui possono essere presenti sostanze chimiche o gas. Come isolanti, aiutano a proteggere i componenti elettronici dalle scosse elettriche e dal surriscaldamento. La loro superficie dura offre anche una protezione delle apparecchiature meccaniche contro l'abrasione, mentre sono un'ottima aggiunta nei sistemi di produzione di energia termica, come i sistemi di erogazione di materiali, di polverizzazione, di rimozione delle polveri e di consegna dei materiali - sono perfino perfetti per i dispositivi medici e dentali, in quanto sono biocompatibili e possono tollerare temperature più elevate! La ceramica di allumina è anche un'ottima opzione per i dispositivi medici e dentali biocompatibili, in quanto è in grado di resistere alle alte temperature; ciò rende la ceramica di allumina un'ottima opzione materiale!

Le sostanze chimicamente inerti richiedono di avere un guscio elettronico esterno completamente pieno e di non reagire con altri composti; per esempio, sostanze come la sabbia e i gas nobili si qualificano come chimicamente inerti, mentre il cloro e l'acido solforico reagiscono con altre sostanze. L'azoto ha un'energia di scambio massima, quindi non può perdere o guadagnare elettroni, e i gas nobili possiedono tutti una configurazione elettronica a ottetto nel loro guscio più esterno, il che li rende tutti sostanze inerti.

Le piastre e i dischi in ceramica di allumina sono spesso utilizzati per supportare le reazioni chimiche e conservare i crogioli, grazie alla loro inerzia chimica. Inoltre, sono ideali per la smerigliatura di metalli e leghe su macchine automatiche o manuali, senza produrre calore eccessivo o lasciare superfici ruvide; inoltre, sono ottimi candidati per l'uso come applicazioni di levigatura per rimuovere graffi o ossidazioni su superfici metalliche.

I dischi di allumina sono ideali per le analisi chimiche grazie alla loro resistenza ad acidi, alcali e solventi. Inoltre, le loro proprietà isolanti proteggono i circuiti dal surriscaldamento e allo stesso tempo mantengono le sostanze chimiche contenute senza perdite o fuoriuscite. Queste guarnizioni in gomma sono anche resistenti all'abrasione e all'usura, il che le rende la scelta ideale per le apparecchiature meccaniche che richiedono protezione dall'abrasione e dalla corrosione. La ceramica di allumina ha una durezza Mohs pari a 9 - vicina a quella del diamante, ma superiore a quella dell'acciaio o del ferro - che la rende una soluzione durevole, a lungo termine e conveniente per molte applicazioni industriali. Inoltre, essendo non reattiva, non reagisce con le altre sostanze presenti negli ambienti di laboratorio o negli spazi di lavoro, impedendo lo sviluppo di problemi di contaminazione.

Bassa generazione di calore

I dischi di allumina rimangono dimensionalmente stabili alle alte temperature e sono resistenti alle sollecitazioni, il che li rende il materiale ideale per isolare i dispositivi elettrici dal calore eccessivo e proteggerli dalla corrosione o da altre forme di danno. La bassa conducibilità termica rende l'allumina una scelta interessante anche per i componenti che necessitano di basse temperature per funzionare.

La ceramica tecnica o avanzata è un tipo specializzato di ceramica ingegnerizzata, progettata per fornire molti degli stessi vantaggi dell'allumina, pur essendo adatta ad ambienti più severi che richiedono stabilità chimica e termica, resistenza meccanica, resistenza all'usura, isolamento elettrico e altro ancora. Questi materiali sono spesso impiegati nella produzione di elettronica, compresi i pacchetti di circuiti integrati, gli isolanti per candele e i substrati per sensori, nonché in vari dispositivi industriali e medici.

Presso l'Università di Manchester, i ricercatori hanno realizzato una prima dimostrazione mondiale di calcinazione termochimica dell'allumina senza combustione - eliminando le emissioni di anidride carbonica e i sottoprodotti come la polvere di silicato - utilizzando un reattore di trasporto a vortice solare. I risultati hanno dimostrato una buona qualità dell'allumina prodotta con un'elevata conversione chimica in ossido di alluminio (X), un'elevata area superficiale specifica e un basso contenuto di ossigeno/acqua.

Una prova sperimentale di TGA dinamica eseguita a 298 K, in cui tutte le altre condizioni operative sono rimaste costanti, ha rivelato che i valori X dell'allumina lavorata con il sole sono aumentati con l'aumentare della temperatura di calcinazione fino a 95,8% a 132,7 m2 g-1 per la prova 14. Questa evidenza ha corroborato le micrografie al SEM dell'allumina lavorata con il sole prodotta con calcinatori flash industriali e le precedenti valutazioni dell'SGA prodotta con calcinatori flash.

L'allumina ha dimostrato un'eccellente distribuzione dei pori, con un diametro medio dei pori di circa 5,6 nm e volumi specifici dei pori compresi tra 168-190 m2 g-1 per tutti i cicli. Questo valore è paragonabile a quello di precedenti valutazioni condotte con calcinatori flash, ma significativamente più grande dell'allumina commerciale prodotta con processi di combustione tradizionali.

Le eccellenti proprietà dell'allumina la rendono un materiale ideale per un'ampia gamma di applicazioni, dal trattamento chimico alle attrezzature industriali e automobilistiche. Oltre a offrire eccezionali proprietà di isolamento termico e chimico, l'allumina offre durabilità e resistenza all'usura, oltre a un elevato punto di fusione, qualità che la rendono il materiale preferito per le apparecchiature di laboratorio, come crogioli e vassoi.