يُعرف السيراميك الألومني، وهو مادة سيراميكية تتكون أساسًا من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃)، بتركيبته الاستثنائية من الخصائص. فهو يوفر قوة ميكانيكية عالية، وصلابة فائقة، ومقاومة ممتازة للتآكل. وتتميز هذه المادة بعدم توصيل كهربائي ممتاز، واستقرار كيميائي قوي، ومقاومة ممتازة للحرارة العالية، وخصائص عازلة متفوقة. كما تمتلك توصيل حراري عالي. ومع ذلك، فإن مقاومتها للصدمات الحرارية ومتانة الكسر تكون نسبيًا أقل. أنابيب حماية الألومينا، والتي تُعرف أيضًا باسم أنابيب الكوروندوم أو الأنابيب المغلقة الطرف، تُصنع بواسطة الصب بالغراء. وبناءً على الألومينا محتواها، تُصنف إلى 95% الألومينا (95%)، 99% الألومينا (99%)، ودرجة نقاء عالية 99.5%، ودرجة نقاء إضافية عالية جدًا 99.7%، تلبي متطلبات تطبيقات مختلفة. جميع الدرجات توفر كثافة جيدة وتناسب قياس درجة الحرارة.
ثرموكابل أنابيب حماية من الألومينا تُستخدم بشكل أساسي لحماية عنصر استشعار درجة الحرارة من البيئة الخارجية، وتقليل أو منع التآكل، والأكسدة، أو التلف المادي.
أنبوب حماية ألومينا بنسبة 95%: الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل أقل من 1400°م. متوفر بلونين أبيض ووردي، وهي منتجات ناضجة تُنتج بكميات كبيرة وتُستخدم غالبًا لقياس درجة حرارة صهارة الصلب لمرة واحدة.
أنبوب حماية ألومينا بنسبة 99.5%: الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل أقل من 1650°م. تكون بلون كريمي فاتح، متجانسة القوام، وتصدر صوت رنين واضح عند الضرب عليها. تُستخدم أساسًا لأغراض مقاييس الحرارة في البيئات القاسية. وبما أنها تتعرض للتلامس المباشر مع الوسط المقاس، فإن النقاء العالي للمادة أمر ضروري. وتُستخدم هذه الدرجة محليًا غالبًا كبديل للأنابيب المستوردة من ألومينا.
أنبوب حماية ألومينا بنسبة 99.7%: درجة الحرارة القصوى للخدمة أقل من 1700°م. وهي صفراء فاتحة، متجانسة جدًا، وتوفر كثافة ممتازة. يُعد الانكماش العالي للمواد الخام تحدّيًا في التشكيل والتحكم بالأبعاد، مما يؤدي إلى انخفاض العائد وزيادة التكلفة. وتُستخدم أساسًا في الطلبات التصديرية، والمؤسسات البحثية، وفي حالات القياس الحراري الشديدة الطلب.
نوى عازلة من الألومينا تُصنع بواسطة قوالب البثق. إن النواة العازلة من الألومينا تتحدد خصائصها المادية من خلال مكونها الرئيسي، الألومينا، وهي توفر عزلًا كهربائيًا ممتازًا، ومقاومة للحرارة العالية (تتحمل أكثر من 1600°م)، وقوة ميكانيكية عالية. وتشكل مادة هيكلية عازلة شائعة في صناعتي الإلكترونيات والطاقة.
الاستخدامات النموذجية: تُستخدم غالبًا في المعدات الكهربائية عالية الجهد، والمكونات الإلكترونية، والأجهزة الكهربائية الساخنة كدعامات عازلة أو فواصل للأسلاك والأقطاب، مثل النوى الداخلية للغلاف العازل، والدعامات العازلة لأفران درجات الحرارة العالية. وعادةً ما تتضمن تمرير السلك، بهدف فصل الأقطاب المختلفة لعنصر استشعار الحرارة لمنع التداخل أو حدوث دوائر قصيرة.
المزايا الرئيسية للمنتج
- مرونة استثنائية عند درجات الحرارة العالية
تتحمل درجات حرارة قصوى تصل إلى 1700°م، مما يضمن أداءً موثوقًا به في البيئات الحرارية الصعبة مثل صناعة الصلب وأفران درجات الحرارة العالية.
- عازلية كهربائية ممتازة ومقاومة عازلة عالية
توفر عزلًا كهربائيًا ممتازًا حتى عند الفولتيات العالية ودرجات الحرارة المرتفعة، مما يمنع حدوث الدوائر القصيرة ويضمن سلامة الإشارة في التطبيقات الإلكترونية الحساسة وأزواج الحرارة.
- قوة ميكانيكية عالية ومقاومة للتآكل
يوفر صلابة استثنائية وقوة ميكانيكية عالية، ويحمي المكونات الداخلية من الأضرار الفيزيائية والتآكل والإجهاد الميكانيكي في البيئات الصناعية القاسية.
- خامل كيميائيياً وممتازاً من حيث الثبات
مقاوم للغاية للتآكل والأكسدة الناتجة عن المعادن المنصهرة والمواد الكيميائية العدوانية والغازات الجوية، مما يضمن متانة طويلة الأمد ودقة القياس.
المواصفات الفنية للسيراميك الألومينا
العنصر |
ظروف الاختبار |
وحدة القياس |
95% |
99% |
99.5% |
المكون الكيميائي الرئيسي |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
كثافة السطح |
|
ج/سم³ |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
درجة الحرارة القصوى للاستخدام |
|
°C |
1450 |
1600 |
1400 |
امتصاص الماء |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
قوة الانحناء |
20 درجة مئوية |
ميغاباسكال (رطل/بوصة² × ١٠³) |
358 (52) |
550 |
300 |
معامل التمدد الحراري |
25-1000°م |
1 × 10⁻⁶/°م |
7.6 |
7.9 |
7 |
معامل التوصيل الحراري |
20 درجة مئوية |
واط/م·ك |
16 |
|
|
جدول بأحجام قياسية
φ16×300 |
φ16×500 |
φ16×600 |
φ16×750 |
φ16×1000 |
φ16×1250 |
φ16×1500 |
φ16×1650 |
φ16×2000 |
φ25×600 |
φ25×750 |
φ25×1000 |
φ25×1250 |
φ25×1500 |
φ25×1650 |
φ25×2000 |
φ20×300 |
φ20×750 |
φ20×1000 |
φ20×1250 |
φ20×1500 |
φ20×1650 |
φ20×2000 |
|
سيناريوهات تطبيقية شائعة
قياس درجة حرارة الصلب المنصهر
- السيناريو: قياس درجة الحرارة بشكل ت Disposable في أفران القوس الكهربائي أو أفران اللكدة.
- المنتج المستخدم: أنبوب حماية من الألومينا بنسبة 95٪ (لتحقيق كفاءة التكلفة).
- الدور: يُغمر الأنبوب مباشرة في حمام الصلب المنصهر. ويقدم حماية قصيرة الأمد ولكنها بالغة الأهمية لمقاومة الصدمات الحرارية المفاجئة، والتآكل، والذوبان، ويضمن قراءة دقيقة لدرجة الحرارة قبل أن يستهلك الأنبوب.
2. رسم ملفات حرارية لأفران صناعية ذات درجات حرارة عالية
- السيناريو: مراقبة مستمرة لدرجات الحرارة ورسم الملفات الحرارية في أفران التلبيد أو المعالجة الحرارية أو نمو البلورات.
- المنتج المستخدم: أنبوب حماية من الألومينا بنسبة 99.5٪ مع نوى عازلة من الألومينا.
- الدور: يحمي الأنبوب العنصر الحراري من الأجواء المسببة للتآكل والعرض الطويل الأمد لدرجات حرارة تصل إلى 1650°م. كما تقوم النوى العازلة بفصل الأسلاك الحرارية بدقة وعزلها كهربائياً، مما يمنع انحراف الإشارة ويضمن استقرار القياس على المدى الزمني.
3. عملية تصنيع أشباه الموصلات
- السيناريو: التحكم الحراري الحرج في أفران الانتشار، وCVD ذات الضغط المنخفض (LPCVD)، وأفران النمو البلوري (epitaxy).
- المنتج المستخدم: أنبوب حماية من الألومينا بنسبة 99.7%.
- الدور: في هذه البيئات شديدة النقاء والشديدة التآكلاً، يمنع الأنبوب عالي النقاوة جداً التلوث الناتج عن الجسيمات أو الأيونات المعدنية. ويضمن كثافته واستقراره الممتازين ألا يطلق غازات أو يتدهور، وهو أمر ضروري للحفاظ على سلامة العملية ونسبة إنتاج الرقائق.
4. تجارب الفضاء الجوي والبحث
- السيناريو: قياس درجات الحرارة القصوى في أماكن اختبار محركات الطائرات النفاثة، أو فوهات الصواريخ، أو في أبحاث علوم المواد.
- المنتج المستخدم: أنبوب حماية من الألومينا بنسبة 99.5% أو 99.7%.
- الدور: يوفر الأنبوب أداءً موثوقًا به في ظل أكثر الظروف صرامة من حيث الإجهاد الحراري والميكانيكي. وتُعد قدرته على العمل عند درجات حرارة عالية ومقاومته للتغيرات الحرارية عاملين حاسمين للحصول على بيانات دقيقة أثناء اختبار النماذج الأولية والأبحاث المتقدمة.
5. عزل السخانات وأجهزة الاستشعار عالية الجهد
- السيناريو: توفير عزل كهربائي لعناصر التسخين أو أجهزة الاستشعار أو الأقطاب في السخانات الصناعية أو الأفران.
- المنتج المستخدم: قلب عازل من الألومينا.
- الدور: يعمل القلب كدعامة ميكانيكية قوية تحافظ على عزل كهربائي ممتاز في درجات الحرارة العالية، ويمنع حدوث الدوائر القصيرة ويكفل التشغيل الآمن والموثوق للنظام الكهربائي.
EN
