Алуминиевите керамични плочи притежават следните много отлични свойства:
1. Механични свойства
- Висока твърдост: Твърдостта на алуминиевата керамична плочка Al2O3 е втора само след няколко свръхтвърди материала като диаманта, с твърдост по Моос около 9. Поради това има отлично износно съпротивление и се проявява добре в някои приложни сценарии, които изискват устойчивост към триене и износване. Например, когато се използва като износно устойчив компонент в областта на механичната обработка, може да запази дълго време добро състояние на повърхността и не се драска или износва лесно.
- Висока якост: Натисковата якост на керамичните листове от алумина оксид е относително висока и те могат да поемат значителни натоварвания от налягане. Те могат да се използват в приложения като конструкционни елементи, които поемат големи натоварвания, осигурявайки стабилност на конструкцията при напрежение. В същото време якостта им на огъване също може да отговаря на изискванията на много работни условия и те по-малко вероятно ще претърпят огъващи деформации или дори счупване.
2. Топлинни свойства
- Топлоустойчивост: Може да работи стабилно в условия на много високи температури, като обикновено издържа температури до 1600℃ или дори по-високи. Поради това често се използва за футеровки на високотемпературни пещи, високотемпературни тръбопроводи и други високотемпературни индустриални среди. При високи температури все още запазва цялостността на структурата и стабилността на характеристиките.
- Висока топлопроводност: Има сравнително добра способност за провеждане на топлина и може бързо да прехвърля топлина, което му дава предимство в приложения, свързани с отвеждане на топлина, като например радиатори за електронни устройства, които помагат за навременно отвеждане на топлината и избягване на намаляване на производителността или повреди на оборудването поради прегряване.
- Добра топлинна стабилност: При рязка промяна на температурата керамичните плочи от алуминиев оксид не са склонни към термично напрежение и повреди като пукане, което означава, че имат добра устойчивост на термичен удар. Това им позволява да се адаптират към работни среди с чести промени в температурата.
3. Електрически свойства
- Добра изолация: Това е отличен изолационен материал с изключително висока специфична устойчивост, който може ефективно да блокира тока. В областта на електрониката и електрическите уреди често се използва за изработване на изолационни компоненти, като изолационни пръстени за високоволтови електрически уреди, осигурявайки безопасното използване на електрическото оборудване и предотвратяваща електрически повреди като течове.
4. Химични свойства
- Силна химическа стабилност: Устойчив е на корозия от киселини и основи и притежава отлична устойчивост към повечето химически реагенти. В химическата и фармацевтичната промишленост, дори при контакт с различни химически вещества, може дълго време да запазва своята производителност и структура, без да бъде повреден, и може да се използва като контейнери срещу корозия, тръбни облицовки и други компоненти.
-
Основните приложения на листове от алуминиев оксид: Въз основа на горепосочените свойства, листовете от алуминиев оксид се използват широко в различни области като промишлеността, електрониката и медицината. Типичните приложения са следните:
1. Промишлена област с висока устойчивост на износване
- Минно дело/строителни материали: Използва се за броневи плочи на дробилки, вътрешни облицовки на тръбопроводи за транспортиране и шлифовъчни среди в кълнови мелници, намалявайки износването на оборудването от рудни и циментови частици и удължавайки срока на служба на оборудването 3 до 5 пъти.
- Механична обработка: Като износостойки ленти за водачи на металообработващи машини и инструментални глави (в комбинация с метални основи), повишава точността на рязане и издръжливостта на инструмента.
- Нови енергийни източници: По време на процеса на спечелване на катодни материали за литиеви батерии служи като вътрешна облицовка на пещта и поставка за изпичане, устойчива на високи температури и ерозия от прах, и предотвратява замърсяване от примеси.
2. Област на електрониката и електротехниката
- Електроника за управление на мощността: Като изолираща подложка за IGBT модули и тиристори, притежава както висока изолация, така и топлопроводимост (което помага за отвеждане на топлината), като заменя традиционните керамики от нитрид на алуминий (с по-ниски разходи).
- Електронни компоненти: Използва се за корпуси на керамични кондензатори и основи за опаковки на интегрални схеми, като използва химическата си стабилност, за да изолира влагата и примесите, осигурявайки дългосрочна надеждност на компонентите.
- Високонапрежени уреди: Като високонапрежни изолатори и компоненти на дъгогасителни камери за вакуумни прекъсвачи, издържа на напрежения над 10 kV и не губи изолационните си свойства във влажни среди.
3. Високи температури и корозивни среди
- Металургия: Като вътрешно облицоване на медни плочи в калъпите на машини за непрекъснато леене при производството на стомана и като огнеупорни тухли в пещи за топене на цветни метали, устойчиво е на ерозията и абразията от разтопена стомана/разтопен алуминий.
- Химическа промишленост: Използва се като вътрешно покритие на реакторни съдове и носители на катализатори. Остава стабилен в силни киселинни (например сярна киселина, азотна киселина) и силно алкални среди (например натриева хидрооксид) и не встъпва в химични реакции с реагентите.
- Опазване на околната среда: Като вътрешно покритие на димоотводи за инсинератори на отпадъци и антикорозионен слой в десулфуризиращи кули, може да издържи на високи температури от 800–1000 °C и корозия от съдържащи сяра димни газове.
4. Медицински и прецизни области
- Медицински устройства: Използват се за изработване на изкуствени стави (например облицовки на тазобедрени стави) и абутменти за зъбни импланти. Благодарение на добрата биосъвместимост (нетоксичност и липса на реакции на отхвърляне) и високата устойчивост на износване, тяхното работно време може да достигне 15–20 години.
- Прецизно измерване: Като основа на калибровъчни блокове и калибри, ниското разширение на материала осигурява грешка в размерната точност ≤0,001 mm при промяна на температурата, което отговаря на измервателните изисквания на микрометричен уровень.
Табlica с параметри на продукта
| Основна химична съставка |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
| Обемна плътност |
|
г/см³ |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Максимална работна температура |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Поглъщане на вода |
|
% |
0 |
0 |
< 0,2 |
| Огъваща якост |
20°C |
MPa (psi x 10³) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Коэффициент на термично разширение |
25 - 1000°C |
1×10⁻⁶/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Коефициент на топлопроводност |
20°C |
W/m·k |
16 |
30.0 |
18 |



