Aluminiumoxid keramisk skrue Keramisk skrue

• 1. Høj styrke, isolation og modstandsdygtighed over for høje temperaturer
• 2. Korrosionsbestandig og ikke-magnetisk
• 3. Høj hårdhed og dimensionsstabilitet

1. Fremragende mekanisk ydeevne og strukturel integritet y

De mekaniske egenskaber ved keramiske skruer af aluminiumoxid er en af deres væsentligste fordele i forhold til traditionelle metalbeslag. Denne specielle skrue fremstilles af højkvalitets (typisk ≥ 99,5 %) aluminiumoxid gennem isostatisk presning og sintering ved ekstremt høj temperatur. Dens mikrostruktur er tæt og ensartet og udviser fremragende fysiske egenskaber. For det første er dens hårdhed ekstremt høj, med en Vickers-hårdhed, som langt overgår alle metalliske materialer og endda nogle hårde legeringer. Denne ekstremt høje hårdhed resulterer direkte i enestående slidstyrke, således at gevindet kan forblive klart og intakt, selv under hyppig demontering eller i miljøer med kraftig vibration, hvilket betydeligt forlænger levetiden. For det andet, selvom keramiske materialer ofte anses for sprøde, har højkvalitets aluminiumoxid-keramiske skruer fremstillet med moderne teknologi en betydelig mekanisk styrke med en trykstyrke på over 3000 MPa, hvilket gør dem i stand til at modstå enorme forspændingskræfter og arbejdslast.

Set set på letvægt har aluminiumsceramik en densitet på ca. 3,6 g/cm³, hvilket kun er omkring 45 % af ståls. Dette kendetegn er særlig vigtigt inden for vægtfølsomme områder såsom luft- og rumfart, præcisionsinstrumenter og racingsport. Mere betydningsfuldt er det, at den høje elasticitetsmodul hos skruer i aluminiumsceramik betyder, at de deformeres minimt under belastning, hvilket giver en ekstremt stabil klemskraft og undgår aflastning af forspændingskraften forårsaget af plastisk deformation, som det ses hos metalskruer. Desuden undgår det fuldstændigt de almindelige fænomener med udmattelseskorrosion og spændingsrevner, der optræder hos metalskruer, og viser fremragende holdbarhed under cyklisk belastning. Disse samlede mekaniske egenskaber gør skruer i aluminiumsceramik særligt velegnede til kritiske forbindelsesdele, der kræver høj slidstyrke, høj belastning og langvarig stabilitet, såsom spindler i præcisionsværktøjsmaskiner, fastgørelse af højhastighedslejer og nøgleforbindelser i automatiserede robotter.

2. Termisk stabilitet og høj temperaturbestandighed i ekstreme miljøer

Aluminiumoxid keramiske skruer yder også godt i højtemperaturmiljøer, hvilket er en afgørende fordel, som de fleste metalbeslag ikke kan matche. Deres smeltepunkt er så højt som 2050 ℃, og deres langvarige stabile arbejdstemperatur kan nå over 1600 ℃. På kort sigt kan de endda tåle ekstreme højtemperaturer på 1800 ℃. Under disse betingelser vil aluminiumoxid keramiske skruer ikke opleve oxidation, afdeling, krybning eller et markant fald i styrke, som metalbeslag gør. Når omgivelsestemperaturen stiger fra stuetemperatur til driftstemperatur, er deres termiske udvidelseskoefficient relativt lav, hvilket betyder, at effekten af temperaturændringer på skruens størrelse og forspænding er meget mindre end hos metalmaterialer.

Det er særlig værd at fremhæve dets fremragende modstand mod termisk chok. Gennem præcis mikrostrukturdesign kan keramiske skruer af højkvalitets aluminiumoxid modstå hurtige temperaturændringer uden at revne. For eksempel i udstyr til produktion af halvledere kan skruer kræve hyppige processer med hurtig opvarmning og afkøling fra stuetemperatur til hundredvis eller endda tusindvis af grader Celsius. Aluminiumoxid-keramik kan på grund af sin lave varmeledningsevne og passende varmekapacitet effektivt mindske koncentrationen af termisk spænding og bevare strukturel integritet. I modsætning hertil kan selv specielle varmebestandige legeringer svigte på grund af metaltræthed under sådanne hårde termiske cyklusser.

Desuden bevarer aluminiumoxid-keramik sine oprindelige mekaniske egenskaber og isoleringsevner under høje temperaturforhold og vil ikke udvikle elektronisk ledningsevne på grund af termisk aktivering, hvilket er afgørende for isoleringsfastgørelsen af højtemperatur elektrisk udstyr. I et vakuum med høj temperatur frigiver det ingen flygtige stoffer som metaller, hvorved forurening af systemet undgås. Disse egenskaber gør aluminiumoxid-keramikskruer til et ideelt valg til anvendelser såsom varmebehandlingsovne, sinterudstyr, eksperimentelle anordninger til varmeende komponenter i flymotorer samt fastgørelse af højtemperatursensorer.
 

3. Ekstraordinær korrosionsbestandighed og kemisk inaktivitet

Den har fremragende kemisk stabilitet og kan modstå korrosion fra de fleste syrer, baser, salte og forskellige organiske opløsningsmidler. Dens korrosionsbestandighed er langt bedre end specialmetaller som rustfrit stål og endda Hastelloy. Den kan også fungere stabil i længere tid i ekstremt korrosive medier såsom stærke syrer og baser, uden at ruste eller producere metalioner, der forurener processen. Denne egenskab gør den til et ideelt valg til forbindelse af pumper, ventiler, reaktorer og rørledninger i barske miljøer som kemisk industri, farmaceutisk industri, fødevareforarbejdning og skibsbygning, og undgår effektivt udstyrsfejl og produktforurening forårsaget af skruer med korrosion.

4. Fremragende elektrisk isolation og ikke-magnetiske egenskaber

Volumenresistiviteten er ekstremt høj, hvilket effektivt kan isolere strøm, selv i høje temperaturmiljøer, og dermed forhindre risikoen for lysbuegennembrud eller kortslutning. Samtidig er materialet i princippet ikke-magnetisk og ikke påvirket af nogen stærke magnetfelter, med nul magnetisk permeabilitet. Dette gør det perfekt egnet til højpræcisions udstyr til elektronstråler, MRI-scannere (magnetisk resonansafbildning), halvlederfremstillingsudstyr i vakuummiljøer samt forskellige præcisionsmåleinstrumenter, og eliminerer derved elektromagnetisk støj, virvelstrømstab og magnetisk forurening, som kan opstå ved anvendelse af metalskruer

5. Skruer af aluminiumoxidkeramik er blevet en nøglekomponent til opgradering og udskiftning inden for mange højteknologiske og industrielle områder.

Fra fremstilling af halvlederwafer, solcelleproduktion til high-end analyseinstrumenter, fra kemisk korrosionsbeskyttelse, medicinsk udstyr til rumfart kan det levere løsninger, som traditionelle metallskruer ikke kan matche. Selvom omkostningen ved enkeltopkøb kan være høj, giver den lange levetid, høje pålidelighed, lave vedligeholdelsesomkostninger og garanti for helhedssystemets ydeevne og renhed ekstremt høje samlede økonomiske fordele gennem hele dens livscyklus.