Produktkurzbeschreibung
- 1. Hohe Härte, verschleißfest und korrosionsbeständig
- 2. Hervorragende Isolierfähigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit
- 3. Gute thermische Stabilität und kundenspezifische Größenanpassung
Produktdetails Beschreibung
1. Hervorragende mechanische Eigenschaften und Verschleißfestigkeit
Es kann in der Regel Drücke über 2500 Megapascal ohne plastische Verformung oder Bruch aushalten, wodurch es sehr gut für tragende Bauteile geeignet ist, die hohen Lasten standhalten müssen. Gleichzeitig weist es einen hohen Elastizitätsmodul auf und zeigt unter Belastung minimale Biegeverformungen, was die Maßhaltigkeit und Genauigkeit gewährleistet, wenn es als Präzisionswelle oder Messelement verwendet wird. Im Vergleich zu Schwermetallwerkstoffen liegt die Dichte von Aluminiumoxid-Keramik nur bei 3,6–3,9 g/cm³ und ermöglicht so eine hervorragende Gewichtsreduzierung. Dies ist ein entscheidender Vorteil für Hochgeschwindigkeitsgeräte, bei denen die Trägheit bewegter Teile verringert werden muss, wie beispielsweise Textilmaschinen und Hochgeschwindigkeitsspindeln. Angesichts dieser mechanischen Eigenschaften haben Aluminiumoxid-Keramikstäbe sich als ideale Alternative zu herkömmlichen Metallstäben in Umgebungen mit hohen Temperaturen, starker Abnutzung und hoher Belastung etabliert. Sie können die Lebensdauer von Anlagen erheblich verlängern und Wartungsintervalle sowie Kosten reduzieren.
2. Hervorragende Beständigkeit gegen hohe Temperaturen und thermische Schocks
Im Bereich der Hochtemperaturanwendungen übertrifft die Leistung von Aluminiumoxid-Keramikstäben die der meisten metallischen und polymeren Werkstoffe bei weitem. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften sind bei hohen Temperaturen äußerst stabil, mit einem Schmelzpunkt von bis zu 2050 °C, und sie können bei einer Dauerbetriebstemperatur von 1650 °C ihre ursprüngliche Form, Größe und mechanische Festigkeit beibehalten. Im Gegensatz zu Metallwerkstoffen, die bei hohen Temperaturen unter Oxidation, Kriechen und schnellem Festigkeitsabbau leiden, oxidiert Aluminiumoxid-Keramik in Hochtemperaturumgebungen kaum und weist eine äußerst hohe Kriechfestigkeit auf. Dadurch können sie über einen langen Zeitraum eine vorgegebene Vorspannung oder Stützkraft aufrechterhalten, was für Anwendungen wie Ofenbauteile, Sinterträgerstäbe und Hochtemperatur-Ofenrohre entscheidend ist.
Noch wichtiger ist seine hervorragende Beständigkeit gegen thermische Schocks – also die Fähigkeit, Schäden durch thermische Spannungen infolge schneller Temperaturänderungen zu widerstehen. Durch präzise Kontrolle der Zusammensetzung und des Sinterprozesses können hochwertige Aluminiumoxid-Keramikstäbe einem schnellen Abkühlen (oder umgekehrt) von extrem hohen Temperaturen bis auf Raumtemperatur standhalten, ohne zu reißen. Dieses Verhalten resultiert aus ihrem mäßigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit, wodurch eine relativ gleichmäßige Wärmeübertragung innerhalb des Materials ermöglicht wird und lokale Spannungskonzentrationen vermieden werden. Beispielsweise müssen sie in der Halbleiterfertigung als Wafer-Transportarm oder Wärmebehandlungsfixtur häufig zwischen der Heizkammer und der Kühlstation bewegt werden; in der metallverarbeitenden Wärmebehandlungsindustrie dienen sie als Führungsschiene oder Rolle und müssen den starken Temperaturschwankungen standhalten, die durch das Werkstück verursacht werden. Unter diesen rauen Bedingungen mit wiederholten Temperaturwechseln gewährleisten Aluminiumoxid-Keramikstäbe aufgrund ihrer hervorragenden Beständigkeit gegen thermische Schocks die Prozesskontinuität und die Zuverlässigkeit der Anlagen.
3. Hervorragende chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit
Aluminiumoxid-Keramikstäbe weisen eine außergewöhnliche chemische Inertheit auf, wodurch sie in vielen stark korrosiven Umgebungen stabil arbeiten können, was von gewöhnlichen Metallwerkstoffen oder sogar speziellen Legierungen nicht erreicht wird. Ihre stabile α-Aluminiumoxid-Kristallstruktur zeigt eine hohe Beständigkeit gegenüber der überwiegenden Mehrheit chemischer Medien, sei es anorganische starke Säuren (wie Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure), starke Laugen (wie Natronlauge), oder verschiedene Halogene, Salzlösungen und organische Lösungsmittel – keine dieser Substanzen kann sie wirksam angreifen. Daher finden sie breite Anwendung in Industrien wie der chemischen, pharmazeutischen, petrochemischen und Galvanikindustrie zur Herstellung von Rührwellen, Ventilschaften, Pumpenfutter, Düsen sowie Trag- und Befestigungselementen für verschiedene Reaktoren.
Im Gegensatz zu Metallen, die auf Oberflächenpassivierungsschichten (wie Chromoxidschichten auf rostfreiem Stahl) angewiesen sind, um Korrosionsbeständigkeit zu erzielen, ist die Korrosionsbeständigkeit von Aluminiumoxid-Keramik eine inhärente Eigenschaft, die durch das gesamte Volumen hindurchgeht. Selbst wenn die Oberfläche durch langfristige Nutzung zerkratzt oder abgenutzt wird, weisen die neu freigelegten inneren Materialbereiche weiterhin dieselbe Korrosionsbeständigkeit auf und verursachen keine typischen Probleme wie Lochkorrosion, interkristalline Korrosion oder Spannungsrisskorrosion, wie sie bei metallischen Werkstoffen auftreten. In maritimen Umgebungen oder Anwendungen mit Chloridionen ist es vollständig korrosionsunempfindlich und bietet eine beispiellose Langzeitdauerhaftigkeit. Darüber hinaus gewährleistet seine äußerst hohe chemische Reinheit, dass während des Betriebs keine Metallionen oder sonstigen Verunreinigungen in das Prozessmedium abgegeben werden, was eine entscheidende Eigenschaft für die Aufrechterhaltung der Produktreinheit in den Bereichen Biotechnologie, Lebensmittelverarbeitung und hochwertige chemische Synthese darstellt.
4. Hervorragende elektrische Isolierung und geringe dielektrische Verluste
Als Hochleistungskeramik mit hervorragenden Eigenschaften ist der Aluminiumoxid-Keramikstab ein äußerst exzellentes elektrisches Isoliermaterial. Seine Volumenwiderstandsfähigkeit ist bei Raumtemperatur extrem hoch und bleibt auch bei einer Temperaturerhöhung auf 500 °C sehr hoch. Die Isolationsstabilität bei hohen Temperaturen ist für die überwiegende Mehrheit organischer Isoliermaterialien unerreichbar. Seine Durchschlagfestigkeit (Durchbruchspannung) liegt gewöhnlich im Bereich von 15–25 kV/mm, wodurch elektrische Durchschläge in Hochspannungsumgebungen effektiv verhindert werden und die Sicherheit von Geräten sowie Bedienern gewährleistet bleibt.
Neben den grundlegenden Isoliereigenschaften weisen Aluminiumoxid-Keramikstäbe auch ein geringes Dielektrizitätskonstante und geringe dielektrische Verluste auf. Dies bedeutet, dass sie in hochfrequenten Wechselfeldern im Gegensatz zu einigen anderen Materialien keine große Menge elektrischer Energie speichern oder erhebliche Wärme (dielektrische Verluste) erzeugen. Diese Eigenschaft macht sie besonders geeignet als Substrate, Halterungen und Isoliergehäuse für Hochfrequenzkommunikationsgeräte, Mikrowellenbauteile, Radarsysteme sowie verschiedene elektronische Komponenten. Beispielsweise wird sie in elektronischen Geräten, die in Vakuumumgebungen arbeiten, häufig als Isolierstab zur Unterstützung und Trennung von Elektroden eingesetzt, um eine elektrische Isolation sicherzustellen und hochfrequente Energieverluste zu vermeiden. Gleichzeitig ist sie im Wesentlichen nichtmagnetisch mit einer magnetischen Suszeptibilität von null, vollständig unbeeinflusst durch äußere Magnetfelder und stört nicht die räumliche Verteilung des Magnetfeldes. Dadurch ist sie ein unverzichtbares funktionelles Konstruktionsmaterial in der Magnetresonanztomographie (MRT), Teilchenbeschleunigern und verschiedenen präzisen elektromagnetischen Messgeräten.
Produktparameter-Tabelle
| Hauptchemischer Bestandteil |
|
|
Al2O3 |
Al2O3 |
Al2O3 |
| Schüttdichte |
|
g/cm3 |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Maximale Einsatztemperatur |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Wasserabsorption |
|
% |
0 |
0 |
< 0,2 |
| Biegefestigkeit |
20°C |
MPa (psi x 103) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Koeffizient der thermischen Ausdehnung |
25 - 1000 °C |
1X 10-6/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Wärmeleitkoeffizient |
20°C |
W/m °K |
16 |
30 |
18 |
EN
