Tatmin Edici Alümina Nedir?

Alümina (Alüminyum Oksit), dünya çapında önemli bir büyüme göstermesi planlanan, gelişmekte olan düşük karbon ekonomili bir metal olan alüminyumun üretiminde kullanılan ana malzemedir. Alümina rakipsiz bir özellik kombinasyonuna sahiptir.

Alümina erime sıcaklığını artırabilir, ipeksi mat yüzeyler oluşturabilir ve sır kimyasının bir parçası olarak kullanıldığında çatlamayı azaltabilir. Alümina vatkalar - ya hidratlı halde ya da kalsine edildikten sonra - fırın vatkası malzemesi olarak kullanılmak üzere fırınların içinde yaygın olarak bulunur.

Sertlik

Tatmin edici alüminanın sertliği, aşınmaya karşı direnci açısından ölçülür. Çok sert olduğundan, çatlamadan veya kırılmadan yıllarca aşınmaya dayanabilir, bu da onu aşınmaya dayanıklı uçlar ve ürünler için ideal hale getirmenin yanı sıra zorlu ortamlarda asitler veya alkaliler gibi kimyasallara karşı yalıtım sağlar.

Alümina, olağanüstü sertlik ve aşınma direnci, düşük dielektrik kaybı ve termal kararlılığı içeren çok çeşitli faydalı özellikleri nedeniyle enjeksiyon kalıplama için hızla en yaygın kullanılan teknik seramik malzemelerden biri haline gelmiştir, ayrıca kullanıcıların ince yüzey kaplamalı karmaşık geometrilere sahip bileşenler tasarlamasına olanak tanır.

Alüminyum oksit (alümina), güçlü atomlar arası bağlara ve arzu edilen birçok niteliğe sahip doğal olarak oluşan bir mineraldir. Düşük sıcaklıklarda çeşitli kristal fazları mevcut olsa da, yüksek sıcaklıklarda en kararlı altıgen alfa fazına geri döner ve bu da onu özellikle yapısal uygulamalar için arzu edilir kılar.

İş sertleştirmesi yoluyla daha da artırılan üstün mekanik mukavemeti ve sertliği nedeniyle Alümina, olağanüstü mekanik özellikleri ve kaynaklanabilirliği nedeniyle popülerliğini korumaktadır. Ne yazık ki, zirkonya, alümina bazlı seramik kompozitlere eklendiğinde sertlikte önemli bir azalma sağlar; bu nedenle sertliğin korozyon direnci veya Alümina'nın kaynaklanabilirliği gibi diğer özelliklerle nasıl ilişkili olduğunu anlamak da önemlidir.

Alümina mükemmel elektriksel yalıtım özellikleri sunar ve belirli uygulamaları karşılamak için çeşitli şekillerde kolayca şekillendirilebilir. Safir entegre devreler üzerinde silikon için bir alt tabaka olarak popüler bir kullanımdır; tek elektron transistörleri ve süper iletken kuantum girişim cihazları dahil olmak üzere süper iletken cihazlarda etkili bir tünel bariyeri olarak da hizmet edebilir.

Alüminanın sertliği, en büyük değerlerinden biridir ve metalürjistlerin çalışmalarında ona yönelmelerinin bir nedenidir. Ek olarak, bu malzemenin dayanıklılığı, zorlu ortamlara dayanabileceği anlamına gelir; böylece savaş alanı araçlarında aşınmaya ve şok dalgalarına karşı direnci nedeniyle askeri araçlar için zırh malzemesi olarak uygun hale getirir.

Yoğunluk

Alüminyum oksit (alümina), çeşitli uygulamalarda yararlı olmasını sağlayan çok sayıda arzu edilen özelliğe sahiptir. Sert, kararlı, yalıtkan ve korozyona dirençli olma özellikleri onu seramik gibi fonksiyonel malzemeler için mükemmel bir bileşen haline getirmektedir. Ayrıca, düşük sürtünme katsayısı ve yüksek sertlik özellikleri nedeniyle aşınma ve yıpranma bileşenleri, izolatörler ve hatta potalar olarak metalurjik kaplamalar olarak kullanım için mükemmel bir adaydır.

Alüminyum, birçok ülkede bulunan bir cevher olan boksitten çıkarılarak üretilebilir. Çıkarıldıktan sonra, çok sayıda makinenin kullanıldığı kapsamlı ve karmaşık bir süreçle alüminyum külçelere ve Alclad alüminyum levhalara rafine edilebilir - parçacık şeklini ve boyutunu kontrol ederken saflığı artırmak için fiziksel zenginleştirmenin yanı sıra kimyasal işleme de dahil edilir. Alüminyum üretmek için alternatif bir yöntem, doğrudan hidrat öncülünden çökeltmeyi içerebilir, ancak bu seçenek pahalı ve zaman alıcı olabilir.

Taramalı elektron mikroskobu analizi, PDMS/alümina/CF kompozitinde bulunan alümina partiküllerinin bir köprüleme ajanı olarak hareket edebileceğini ve termal iletim yollarının hem yatay hem de dikey olarak bağlanmasını teşvik edebileceğini, böylece elektrik iletkenliğini geliştirirken arayüzey termal direncini azalttığını ortaya koymuştur.

Bu sonuçlar, alüminanın elektriksel ve termal iletkenliğini artırmak için yüksek oranda yönlendirilmiş CF/alümina yapısına sahip bir alümina/CF kompozitinin potansiyelini göstermekte ve seramikten metale geçişli imalat, yüksek vakumlu ekipman üretimi, problar/sensörler için yalıtkanlar, püskürtme hedefleri ve hatta X-ışını bileşenleri için mükemmel bir malzeme olarak hizmet etmektedir.

Alümina aynı zamanda biyouyumluluğu, güçlü asitlere karşı direnci, sertliği ve mukavemeti sayesinde dişçilik ürünleri ve tıbbi implantların üretiminde ayrılmaz bir malzemedir - dişçilikte genellikle kalaya alternatif olarak kullanılır - yapay dişler, kronlar ve kaplamalar imal etmek; cerrahi aletler oluşturmak; cerrahi ekartörler yapmak; ve ayrıca ondan yapılmış diş matkapları üretmek; hidroflorik asitle aşındırmaya bile direnir! Alümina ayrıca hidroflorik asit aşındırmalarına dayanmasını sağlayan yüksek aşınma direncine sahiptir!

Korozyon Direnci

Alümina endüstriyel seramiklerin temel bileşenidir ve birincil kullanım alanı refrakterlerdir. Ayrıca, bu çok yönlü madde, parlatma maddeleri ve aşındırıcı olarak da dahil olmak üzere birçok başka kullanım alanı bulmaktadır. Seramik ayrıca, yüksek aşınma alanlarını aşınma ve yıpranmadan korumak için kömürle çalışan elektrik santrallerinde pülverize yakıt hatlarının ve baca gazı kanallarının içine tutturulan karoların üretiminde de kullanılır. Bu, çelik alternatiflerine kıyasla hem enerji hem de para tasarrufu sağlar. Alümina karoların birkaç yılda bir değiştirilmesi gerekebilir; entegre devreler için silikon üzerinde bir alt tabaka olarak ve tek elektron transistörleri ve süper iletken kuantum girişim cihazları gibi süper iletken cihazların imalatı için kullanılan bir elektrik yalıtkanı olarak hizmet eder. Ayrıca, alüminyum oksit, güneş pili alt tabakaları olarak kullanılan alümina kaplı silikon gofretlerin üretiminde kullanılmaktadır; bu, geleneksel bakır kaplı gofretlere göre önemli verimlilik artışları sağlamaktadır.

Alüminyum oksit endüstride bir dizi reaksiyonu katalize eder. Rafinerilerdeki hidrojen sülfür atık gazını elementel sülfüre dönüştüren Claus işleminde ve sentez işlemlerinde alkolleri alkenlere dönüştürmek için katalizör görevi görür. Ayrıca alüminyum oksit, hidrodesülfürizasyon ve Ziegler-Natta reaksiyonları da dahil olmak üzere birçok endüstriyel katalizörde destek görevi görmekte ve etanolün dietilen glikol dehidrasyon proseslerine dehidrasyonu gibi kimyasal reaksiyonlar sırasında sorbent olarak kullanılmaktadır.

Suda çözünmemesine rağmen, Alümina Trihidrat (ATH) polimerik sistemlerde bir bileşen olarak kullanıldığında iki farklı rol oynar: etkili dolgu maddesi ve alev geciktirici. Dört polimorfizmi olan bu toz, çekirdek malzemesi olarak alüminyum ve onu çevreleyen üç hidroksil grubu içerir. Ayrıca, bu toz 2.4g/cm3 gibi son derece yoğun bir yoğunluğa sahiptir ve 200degC'ye kadar sıcaklıklara dayanabilir.

Alümina Trihidrat uzun zamandır kauçuk ürünlerde hem çatlama önleyici hem de alev geciktirici olarak kullanılmaktadır. Ekonomik bir dolgu maddesi olan Alümina Trihidrat, baryum sülfat gibi pahalı katkı maddelerinin yerini kolayca alabilir; ayrıca düşük toksisite seviyeleri ile biyolojik olarak yüksek oranda parçalanabilir ve kablo ve tel uygulamalarında yaygın olarak popülerdir.

Kaynaklanabilirlik

Alümina kaynağı başarılı bir şekilde yapılabilse de, bunu başarılı bir şekilde yapmak için uygun teknikler ve ekipman kullanmanız gerekir. Isıya karşı hassasiyeti nedeniyle, yanlış kaynak yapıldığında çatlaklar veya kırılmalar meydana gelebilir; bu nedenle, görevinize uygun bir ark voltajı ve amperajı seçmek, ekipmanı hasardan korurken en kaliteli kaynakları üretmek için hayati önem taşır.

AM ile imal edilen Al alaşımlarının kaynaklanabilirliği hem kullanılan AM işlemine hem de imalat sırasında üretilen bu parçaların mikro yapısına bağlıdır. Ayrıca, farklı kaynak işlemleri farklı mekanik özellikler üretir: örneğin füzyon kaynağı güçlü kaynaklar üretirken katı hal kaynağı zayıf kaynaklar oluşturur; ayrıca ana malzemenin kalitesi de kaynaklanabilirliği etkiler.

Tatmin edici alüminanın kaynaklanabilirliği, boşluk ve gözenek seviyesine bağlıdır; Boşluklar mukavemeti azaltırken, gözenekler malzemelerin sünekliğini ve tokluğunu artırır; tipik olarak daha sert alümina daha az boşluğa sahiptir; bu, kaynağı yumuşak alüminadan daha zor hale getirir, ancak yine de birçok uygulama sunar.

Alümina asitlere ve alkalilere karşı oldukça dirençlidir, bu da onu ısı eşanjörleri ve fırınlar gibi endüstriyel kullanımlar için ideal bir malzeme seçimi haline getirir. Ayrıca, düşük termal genleşme katsayısı bu malzemeyi daha da cazip hale getirmektedir.

Alüminanın kimyasal inertliği ve korozyona karşı direnci, onu kron yapımı gibi çok sayıda tıbbi uygulama için cazip bir malzeme seçimi haline getirmiştir. Alümina ayrıca aşırı sıcaklıklara karşı da iyi dayanır - bu da onu diş kronları gibi tıbbi protez cihazların oluşturulması için uygun hale getirir.

AM ile üretilmiş alüminyum alaşımlarının kaynaklanması karmaşık ve zorlu bir iştir. Mevcut en iyi uygulama hem füzyon hem de katı hal kaynak yöntemlerinin kullanılmasını gerektirmektedir; ancak daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir. AM ile üretilmiş Al parçaların mikro yapıları ve mekanik özelliklerinin daha iyi anlaşılması ve bu parçaların kaynağı için optimize edilmiş parametrelerin elde edilmesi gerekmektedir.