Is ar cheann de na ceirmeacha teicniúla is crua é Al2O3, le hardbheachta Vickers os cionn 16 GPa. Cuireann sé tacaíocht bhfoisne os cionn 400 MPa ag teochtaí timpeallacha, rud a chumasaíonn bearings agus uirlisí gearr industrial taithí níos mó ná 10,000 uair saoile i gcomhthéacsanna ard-imeacht gan athrú mínéineach.
Le pointe leachtardána os cionn 2050°C, cuireann Al2O3 98% den a chruth neart ag bocthóin do láimh ag 1100°C. Ligeann an fhianaise théirmeach seo do chomhpháirtean cruinneas feidhmiú faoi lucht téirmiciúil leanúnach i applications cosúil le comhábhair turbsí, áit a mbíonn teochtaí oibriúcháin ag casadh ar 1000°C agus stresc áitiúla os cionn 750 MPa.
Taispeánann Al2O3 níos lú ná 0.1% caillteanas máise tar éis 500 uair a dhó a fhágáil i gcurtha láidre, ag feabhsú ar dhósca neamhghiotach le 300% i seasamh don chorróid. Déanann a staidéar ceimiceach é a dhéanamh ríthábhachtach do mhoncaíochtaí fabraíochta semascóipthe agus córais soláthairte ceimiceach ardghlan a bhfuil agusaithe láidre ag obair orthu.
Doiciméann staidéar ar ábhair 2025 cumas Al2O3 fós 20 chuimle oscailte teasa (ΔT=1000°C) a sheasamh agus 95% den chumhacht bunaidh a choimeád. Tógann an t-choimhdhlúth teasa íseal an chóimheasa (8.1×10⁻⁶/K) agus an fheidhmchlaochadh teasa mheánmhéad (30 W/m·K) páirt le chéile chun foirmiú micreachraca a chosc le linn fuarú tapa.
Déantar formhór na gcomhbhunúsach Al2O3 trí chóinníollú matracha nó mar a thugtar moldáil crochta, ar a dtugtar CIM go minic. Nuair a labhairt muid faoi chóinníollú matracha, is é atá le rá againn comhdhlúthú an phúdair alumina an-mhírigh seo i bhfoirmeacha atá beagnach réidh le húsáid deiridh. Oibríonn moldáil crochta áfach go héagsúil. Ligeann an modh seo do thhiomántóirí cruthanna casta a chruthú nach raibh féasachtha le déanamh le modhanna eile, lena n-áirítear snáithíní inmheánacha agus na ballaí an-tana atá chomh coitianta i ndearcadhaimis nuashamhlacha. Is é atá speisialta faoi CIM ná conaspóid na mbainéirí teirmiplastacha le gáipíní alumina an-fhíne. An toradh? Comhbhunúsacha a chaillfidh timpeall 0.3% den fhorma idir an próiseáil iomlán. Tá leithscéal mór leis an gcruinneas seo nuair a dhéantar comhbhunúsacha le córais fuanaithe sonraí nó na cannáin fluide beaga seo a theastaíonn uathu feidhmniú go foirfe ó lá go lá.
Cuirtear shruthú suntasach (15–20%) ar siúl le sinteráil agus tá buntáistí ag an ndíchumhachtú neamhionann nó neamhstaidiúlacht fasa. Déanann déantóirí réitigh do na fadhbanna seo trí phróifílí teasála grádaithe suas go dtí 1600°C agus tréigthe zircónia chun an fása α-alúimin a stabiúil. Tá sé cruthaithe go bhfuil dathadh dáileadh méid na gceallachán ag laghdú ar chrith 42% i gcomparáid leis na modhanna coitianta.
Faigheann comhpháirteanna i ndiaidh shinterála gríosáil le roth diamaint chun críochnú a fháil faoi 0.8 μm Ra. Is féidir leis an uasláimhthóireacht ghlas—a dhéantar ar alúimin 'bisque' gan sinteráil—cuimsíocht níos tapa a dhéanamh. Comhtháiteann stáisiún CNC ardteicniúla feadóireacht tomhaise opticiúil chun cruinneas suimeála ±2 μm a choimeád ar fud tomhais 100 mm, rud ríthábhachtach do chomhghabháilíní plátaí semascóipe agus bearings tube lasair.
Tá an t-ionchur a bhaineann le Proiseáil Dhigiteach Solais (DLP) imlíonta le fotopolaimeáil loinnir athraithe go mór ar an mbealach a dhéanaimid táirgí alumina, ag teacht síos go dtí méid idirbheart níos lú ná 20 micriméadar. Is é atá i gceist leis na modhanna seo d'fháilteáil tháirgeála ná obair le slúiríní ceirmeacha speisialta a bhfuil idir 60 agus 80 faoin gcéad de sholadaí iontu. Ligeann sé seo dár gcomhaireamh cumaí casta cosúil le líonraí agus cannáin inmheánacha nach raibh indéanta le teicnící tháirgeála traidisiúnta. De réir na forbairtí le déanaí sa réimse seo, tá monaróirí ag cruthú comhbhunadh ó alúmna as 99.7% alúmnaim ascosach le críochnú comhraice mar ghlana le 0.8 micriméadar nó níos fearr. Comparálfar na torthaí seo go hiontach le comhpháirteanna a dhéantar trí phróiseáil moldála isteach traidisiúnta, agus uaireanta bíonn siad níos fearr fiú i gcaláil.
Baintear amach cruinneas toiseachánach ±0.1% i alúiminim 3D-priontaitheaimh amaideach trí rialú cruinn ar rheoilíocht an chlóir agus compensáid shliabh le cabhair ó fhaisnéis fheicthe. Bainfidh próisis forchurtha an athrú ar mhíreanna uirlisí, agus cuireann siad <5 μm atá sé mar ghnáth ann i réimsí éagsúla. Taispeántar i staidéir go mbíonn Al2O3 priontaithe ag 98.5% den dhlús teoiriciúil, le feabhas ar thairseachadh an pholraithe suas go dtí 4.5 MPa·m¹/² mar gheall ar rátaíocht míreán oiriúnaithe.
Laghdúnn na prótócaí débanna agus sinterála líneach ó 18–22% go faoi bhun 15%, agus í ag laghdú ar pholtracha mionscríbe i struchtúir bhog. Coimeádaíonn próifílí teasa ilstaidiúla le rátaí teasaithe rialaithe (1–3°C/min) comhthángthacht mheicniúil. Léiríonn taighde go mbraithfeadh formálacha Al2O3 le graifín a neart croithluithe go 34% (agus é ag casadh ar 480 MPa), ag freagairt go héifeachtach ar na teorainneacha stairiúla maidir le briseadh i gceirmeacha priontaithe.
Cuir síos na gnéithe feidhmiúla ar ocsaíd alúmanaimh i ndáiríre ar an méid glaineachta atá ann. Maidir le haghaidh bun-úsáidte, cosúil le plátaí éadachta nó comhpháirteanna insilíoch, oibríonn an rang glaineachta 96% go maith go leor, agus é ag cothromóú costais i gcoinne airíonna cosúil le crua-acht thart ar 12 GPa ar scála Vickers agus conductachta teasa dea-shónta ag thart ar 18 W in aghaidh metra Kelvin. Nuair a théann muid suas go dtí leibhéil níos airde glaineachta cosúil le 99.7%, bíonn feabhas go suntasach ar chumas an ábhair a bhriseadh, thart ar 30%. Déanann sé seo go mbeidh na hábhair seo go háirithe oiriúnach do rudanna cosúil le himeachain láimhseála semiscódail áit a bhfuil tábhacht mór le glanracht an dromchla. Agus ansin tá na leaganacha neamhspleáide is airde ag 99.95% ann, a fhéadfadh a bheith traslúnaí optaicí agus a bheidh in ann corróidimh a sheachaint fiú faoi shondas pH trom. Ach tá baint dhóthain bheartaithe deacúil uathu seo, agus go minic is gá teas bheartaithe thart ar 1,700 céim Celsius ach amháin chun aon phór fágtha a bhaint den struchtúr ábhair.
| Rang Glaineachta | Gnéithe tábhachtacha | Feidhmchláir Tionsclaíocha |
|---|---|---|
| 96% | Cost-effective, inrochtúil | Insuláilte, spoidlí spraeála |
| 99.7% | Neart dieileictreach ard, ráta íslí caillteanais | Seomraí fana, comhpháirteanna lasair |
| 99.95% | Gan ghníomhaíocht bhitheach, <0.5% porosity | Imbaill mhóideacha, fo-bhoinn optúla |
Is é roghnú an ráta cuí ócsaíd alúmanaimh ná teacht ar an áit is fearr idir éifeachtúlacht agus budgead. Tá an leagan 99.95% thar a bheith glan timpeall ceithre go sé huaire níos costasaí ná na rátaí traidisiúnta, ach tugann sé cruinneas iontach do na meaisíní MEMS sin go dtí an micron amháin. D'fhoilsigh taighde nua-mheabhrach anuraidh rud suimiúil freisin: nuair a úsáideann cúmhachtaí alumina 96% do shíolta pompa, sábhálann siad thart ar 40% ar chostais chríochnaithe cé go bhfanann na tomhasanna faoi chúig mhicron. Nuair a bhíonn sé ag teastáil ó uirlisí CNC do ghuainneáil, cuireann measctóir 99.7% alúmanaimh le roinnt zircónia neart breise ar na huirlisí i gcoinne craiceann gan tionchar a dhéanamh ar a gcumas teas a sheachaint, agus uaireanta suas go 1500 céim Celsius. Ligeann cineál áirithe comhtháite mar seo do tháirgeoirí a mhatéirial a shaincheapadh bunaithe ar na riachtanais oibreacha agus airgeadais atá acu.
Is é an ocsíd alúmanaim (Al2O3) an rí nuair a baineann sé le hionsaithe industrialta áit a bhfuil riachtanas le duine rud a dhéanamh go maith, ag déanamh suas thart ar 41% de gach ceirimic ar thuairimse a úsáidtear i gcórais meaisíní sa lá atá inniu ann. Mar shampla, is féidir le hinsealáirí leictreach a dhéantar ó alúmna 99.7% glan inneallachtaile le breis agus 15 cilivolt ar milliméadar a sheachaint fiú nuair a bhíonn na teochtaí ag casadh os cionn 500 céim Cealsiuis. Agus nár mhaith linn neart a thabhairt do bheartingí ceirimiceacha sinterithe a thaispeánann thart ar 80% níos lú wear i gcomparáid le dáta coimeádta acu i mlasaigh atá ag rith ag RPM ard. I bplandanna próiseála ceimiceacha a dhéileálann le hábhar dúshláinteach, is praiticéach gan bheartaí Al2O3 toirmiscthe mar sin mar go mbíonn siad in ann aglaise slúide a sheachaint atá ag gluaiseacht tríd na caoráin ag luasanna os cionn 12 méadar in aghaidh an diadaidh gan comharthaí wear and tear a thaispeáint.
I ngachraí leictreonaigh, bíonn déantaí ar alúmnaíon thar a bheith glan chun na cuidí beaga ach ríthábhachtacha seo a dhéanamh. Tógtha go minic as Al2O3 iad na huirlisí a úsáidtear chun bailíní a láimhseáil toisc go mbíonn na dromchlaí thar a bheith simlithe, timpeall 0.1 micriméadar Ra nó níos fearr, rud a chuireann bac ar загрязнители (contaminants) trioblóid a dhéanamh ar na chipileanna le linn mhoncaireachta. Maidir le córais vacaim, is féidir le trédhealbhoirí bunaithe ar Al2O3 seasamh suas don ráta scaoilte is ísle, rud cosúil le 1e-9 mbar litreach sa diosg fiú nuair a théann siad go 450 céim Cealsiuis. Is é seo an cineál feidhmíochta at tugann comhairle ar lithagrafaíocht fothaofharghorma extreme a dhéanamh sa chillín ghlan. Agus tá sé níos fearr ó shin. Bíonn comhpháirteanna déanta le 99.95% alúmnaíon glan in ann maireachtáil trína mílte uaireadóireachta te agus fuar laistigh de mheaisíní aithneolaílú scagtha aitheimh gan teip, rud a léiríonn céim mhór chun cinn maidir le hinraitheacht iad sin i dtacaillí mar seo.
Comhlachtaí táirgtheora á leading anois aigeann foghlama le deacrúchán breiseáilte chun easpa shintéireála a laghdú faoi 30% i geoiméitrí casta. Monatóireacht fíor-amais AG thar phróisis baindeála foirmníonn cruinneas toisíochta ±5 μm ar feadh tógálacha 150 mm, rud a chuireann in ann saincheapadh ar fhadhbhlaic a dhéanamh ar chraiceannlanna alltógtha do thrustóirí aeirspáis.
Is féidir liomachóis alúmanaim go cinnte na héagar-tolgaíochtaí micreonacha dian sin a láimhseáil, ach tá an fhadhb le lagú le linn an tsintéireachta ann i gcónaí atá sna timthriall 15 go 20 faoin gcéad. Déanann cineál an doiléireachta seo sé deacair staidid chruinneas a choinneáil. Ar an drochuair, tá teicneolaíocht nua-aimplithe ar fáil le rialuithe dilataméadrachta ag tosú ag réiteach an fhadhma seo go díreach. Bainimid úsáid as matamaitic réalaíoch réamhfhiosrúcháin i gcomhair an bealach ar laghdaíonn na míreanna neamhionann agus á luchtú acu. Mar thoradh air sin, bhí bainistí na gcruthaíochta in ann cruinneas 99.3% a bhaint amach nuair a chruthaíodar na comhraic chearamacha a úsáidtear i mbealach lasair trí phróisis sintéireachta HIP. Cé nach bhfuil siad foirfe ar bhealach, léiríonn an forbairt seo dul chun cinn suntasach i dtreo cothromóidh cad is féidir leis na míreanna seo a dhéanamh agus cad is gá dúinn iad a dhéanamh i suíomhanna tionsclaíocha laistigh den saol fíor.
EN
