Sifat Utama Seramik Alumina
Kegunaan alumina berasal dari set sifat yang seimbang:
1. Kekerasan Tinggi: Ia sangat sukar dan tahan haus, menjadikannya sangat baik untuk aplikasi yang melibatkan lelasan. Ia berpangkat 9 pada skala kekerasan mineral Mohs (tepat di bawah Diamond, iaitu 10).
2. Penebat elektrik yang sangat baik: Ia mempunyai ketahanan elektrik yang sangat tinggi, walaupun pada suhu tinggi. Ini adalah kawasan aplikasi utamanya.
3. Titik lebur yang tinggi: Ia dapat menahan suhu yang sangat tinggi (sehingga ~ 1750 ° C atau 3180 ° F), menjadikannya sesuai untuk persekitaran suhu tinggi.
4. Kekuatan mekanikal yang baik: Ia mempunyai kekuatan mampatan yang baik, bermakna ia dapat menyokong beban berat tanpa cacat.
5. Kekurangan Kimia: Ia sangat tahan terhadap kakisan oleh pelbagai asid, alkali, dan bahan kimia yang keras.
6. Kos efektif: Berbanding dengan seramik maju lain seperti zirkonia atau silikon nitrida, alumina umumnya lebih murah untuk menghasilkan, yang menyumbang kepada penggunaannya yang meluas.
Kelemahan relatifnya (untuk konteks):
# Kekuatan fraktur yang lebih rendah: Berbanding dengan zirkonia, alumina lebih rapuh. Ia kuat, tetapi impak yang tajam atau kecacatan kritikal boleh menyebabkannya lebih mudah daripada zirkonia transformasi.
Bagaimana Seramik Alumina Dibuat?
Proses pembuatan adalah sama pada prinsipnya dengan seramik maju yang lain, seperti karbida silikon sintered yang kita bincangkan:
1. Bahan mentah: Proses ini bermula dengan serbuk aluminium oksida yang halus dan disucikan (Al₂o₃). Tahap kesucian adalah faktor utama dalam menentukan sifat akhir.
2. Membentuk (membentuk): Serbuk bercampur dengan pengikat dan diproses menjadi badan "hijau" (tidak bersuara) menggunakan teknik seperti:
* Menekan kering: Untuk bentuk mudah seperti jubin, substrat, dan pencuci.
* Penyemperitan: Untuk panjang, bentuk berterusan seperti tiub atau rod.
* Pencetakan suntikan: Untuk bentuk yang rumit dan rumit.
* Menekan isostatik: Memohon tekanan yang sama dari semua pihak untuk ketumpatan seragam.
3. Sintering: Bahagian "hijau" dipecat dalam tanur suhu tinggi pada suhu antara 1,500 ° C dan 1,800 ° C (2,730 ° F - 3,270 ° F). Semasa sintering, zarah serbuk meresap dan ikatan bersama di sempadan mereka, mengecut dengan ketara dan membentuk seramik polikristalin padat, padat.
Aplikasi seramik alumina
Sifatnya menjadikannya sangat diperlukan dalam banyak industri:
# Elektronik & Elektrik: Kawasan aplikasi # 1.
* Substrat untuk litar elektronik (papan hijau di dalam komputer anda).
* Penebat untuk palam pencucuh, peralatan voltan tinggi, dan talian penghantaran kuasa.
* Perumahan untuk sensor dan pakej elektronik.
# Komponen Pakai Perindustrian:
* Meterai dan galas pam yang mesti menahan cecair kasar.
* Lukisan wayar mati dan panduan tekstil.
* Lapisan tahan Abrasion untuk paip dan peralatan.
# Perubatan:
* Bola bersama pinggul prostetik dan liner soket (walaupun zirkonia juga biasa).
* Kurungan dan implan pergigian .
* Alat Pembedahan untuk kesengsaraan dan keupayaan mereka untuk disterilkan.
# Industri Kimia & Proses:
* Tiub, crucibles, dan lapisan untuk mengendalikan bahan kimia menghakis dan logam cair pada suhu tinggi.
# Barang pengguna:
* Bilah gunting di salon rambut mewah.
* Jubin untuk perisai peluru (dalam bentuk komposit).
* Pengisaran media untuk penggilingan dan penyebaran.
Perbandingan dengan zirkonia dan karbida silikon
Untuk meletakkannya dalam konteks dengan seramik yang telah dibincangkan:
# vs Zirconia: Alumina lebih keras dan lebih tahan haus tetapi kurang sukar (lebih rapuh). Zirconia adalah pilihan untuk aplikasi berimpak tinggi, manakala alumina cemerlang dalam lelasan tulen. Alumina juga merupakan penebat elektrik yang lebih baik dan umumnya lebih murah.
# vs silikon karbida: Alumina mempunyai kekonduksian terma yang lebih rendah dan suhu perkhidmatan maksimum yang lebih rendah daripada SIC. SIC lebih baik untuk aplikasi suhu yang melampau seperti elemen relau atau muncung roket. Walau bagaimanapun, alumina lebih mudah untuk menghasilkan dalam bentuk kompleks dan merupakan penebat elektrik unggul.
Ringkasnya, seramik alumina adalah asas seramik maju yang serba boleh, boleh dipercayai, dan kos efektif. Walaupun ia mungkin bukan mutlak terbaik dalam mana-mana kategori tunggal (kecuali penebat elektrik), prestasi yang sangat baik menjadikannya pilihan pertama untuk pelbagai aplikasi perindustrian dan pengguna yang mengejutkan.
Anda mungkin suka: seramik zirkonia, seramik silikon nitrida
