Le piastre in ceramica di allumina possiedono le seguenti numerose proprietà eccellenti:
1. Proprietà meccaniche
- Alta durezza: la durezza della piastra in ceramica Al2O3 è seconda solo a quella di alcuni materiali super-duri come il diamante, con una durezza Mohs di circa 9. Pertanto, presenta un'elevata resistenza all'usura e si comporta bene in alcune applicazioni che richiedono resistenza a attrito e usura. Ad esempio, quando utilizzata come componente resistente all'usura nel settore della lavorazione meccanica, può mantenere a lungo uno stato superficiale ottimale senza essere facilmente graffiata o usurata.
- Alta resistenza: La resistenza a compressione delle lastre in ceramica di allumina è relativamente elevata, in grado di sopportare carichi di pressione significativi. Possono essere utilizzate in applicazioni come componenti strutturali soggetti a elevate pressioni, garantendo la stabilità della struttura sotto sforzo. Nel contempo, anche la resistenza alla flessione soddisfa i requisiti di molte condizioni operative ed è poco probabile che subisca deformazioni per flessione o addirittura fratture.
2. Proprietà termiche
- Resistenza alle alte temperature: Può funzionare stabilmente in ambienti con temperature molto elevate, generalmente in grado di sopportare temperature fino a 1600 ℃ o anche superiori. Per questo motivo, viene spesso utilizzata nei rivestimenti di forni ad alta temperatura, tubazioni per alte temperature e altri ambienti industriali ad alta temperatura. In condizioni di alta temperatura, riesce comunque a mantenere l'integrità strutturale e la stabilità delle prestazioni.
- Elevata conducibilità termica: ha una relativamente buona capacità di conduzione del calore e può trasferire rapidamente il calore, il che gli conferisce un vantaggio in scenari applicativi legati alla dissipazione del calore, come nei dissipatori per dispositivi elettronici, aiutando a disperdere il calore tempestivamente ed evitando degrado delle prestazioni o danni all'apparecchiatura dovuti al surriscaldamento.
- Buona stabilità termica: quando sottoposto a variazioni brusche di temperatura, i fogli in ceramica di allumina non sono soggetti a danni da stress termico come crepe, il che significa che presentano una buona resistenza agli shock termici. Ciò permette loro di adattarsi a ambienti operativi con frequenti cambiamenti di temperatura.
3. Proprietà elettriche
- Buona isolamento: È un eccellente materiale isolante elettrico con una resistività estremamente elevata, in grado di bloccare efficacemente la corrente. Nel settore dell'elettronica e degli apparecchi elettrici, è spesso utilizzato per realizzare componenti isolanti, come guarnizioni isolanti per apparecchiature elettriche ad alta tensione, garantendo l'uso sicuro delle apparecchiature elettriche e prevenendo guasti elettrici come perdite di corrente.
4. Proprietà chimiche
- Elevata stabilità chimica: È resistente alla corrosione da acidi e basi ed ha un'eccellente tolleranza verso la maggior parte dei reagenti chimici. Nei settori chimico e farmaceutico, anche a contatto con diverse sostanze chimiche, riesce a mantenere a lungo le proprie prestazioni e struttura senza subire danni, ed è utilizzabile come contenitore resistente alla corrosione, rivestimenti per tubi e altri componenti.
-
I principali utilizzi delle lastre in ceramica di allumina: In base alle proprietà sopra indicate, le lastre in ceramica di allumina sono state ampiamente utilizzate in diversi settori come l'industria, l'elettronica e l'assistenza medica. Le applicazioni tipiche sono le seguenti:
1. Settore industriale resistente all'usura
- Minerario/materiali da costruzione: viene utilizzato per rivestimenti di frantumi, rivestimenti interni di tubi di trasporto e mezzi di macinazione nei mulini a palle, riducendo l'usura causata da particelle di minerale e cemento sull'equipaggiamento e prolungando la durata dell'apparecchiatura da 3 a 5 volte.
- Lavorazione meccanica: come strisce resistenti all'usura per guide dei torni e teste degli utensili (in combinazione con substrati metallici), migliora la precisione di taglio e la durata degli utensili.
- Nuove energie: durante il processo di sinterizzazione dei materiali catodici delle batterie al litio, funge da rivestimento interno del forno e vassoio di cottura, resistendo ad alte temperature e all'erosione da polveri, prevenendo al contempo la contaminazione da impurità.
2. Settore dell'elettronica e dell'ingegneria elettrica
- Elettronica di potenza: come substrato isolante per moduli IGBT e tiristori, presenta sia un'elevata isolamento che conducibilità termica (aiutando nella dissipazione del calore), sostituendo le tradizionali ceramiche di nitruro di alluminio (con costi inferiori).
- Componenti elettronici: utilizzato per involucri di condensatori ceramici e basi per il packaging di circuiti integrati, sfrutta la sua stabilità chimica per isolare umidità e impurità, garantendo l'affidabilità a lungo termine dei componenti.
- Apparecchiature ad alta tensione: come isolatori ad alta tensione e componenti delle camere di spegnimento dell'arco nei deviatori sotto vuoto, è in grado di sopportare tensioni superiori a 10 kV e non riduce le prestazioni di isolamento in ambienti umidi.
3. Ambienti ad alta temperatura e corrosivi
- Metallurgia: come rivestimento interno di lastre di rame nello stampo delle macchine per la colata continua nell'acciaieria e come mattoni refrattari nei forni per la fusione di metalli non ferrosi, resiste all'erosione e all'usura ad alta temperatura da parte dell'acciaio fuso/alluminio fuso.
- Industria chimica: viene utilizzato come rivestimento interno di reattori e supporti per catalizzatori. Rimane stabile in ambienti acidi forti (come acido solforico, acido nitrico) e basici forti (come idrossido di sodio) e non entra in reazioni chimiche con i reagenti.
- Protezione ambientale: come rivestimento interno dei fumaioli degli inceneritori e strato anticorrosivo delle torri di desolforazione, può resistere a temperature elevate da 800 a 1000 °C e alla corrosione dei gas di scarico contenenti zolfo.
4.Campi medici e di precisione
- Dispositivi medici: sono utilizzati per realizzare articolazioni artificiali (ad esempio rivestimenti dell'anca) e pilastri per impianti dentali. Sfruttando la loro biocompatibilità (non tossici e non causano reazioni di rigetto) e resistenza all'usura, la loro durata può raggiungere i 15-20 anni.
- Misurazione di precisione: come base per blocchetti di calibrazione e calibri, il suo basso coefficiente di dilatazione garantisce un errore di accuratezza dimensionale ≤0,001 mm al variare della temperatura, soddisfacendo i requisiti di misurazione a livello di micrometro.
Tabella dei parametri del prodotto
| Ingrediente chimico principale |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
| Densità di massa |
|
g/cm3 |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Temperatura massima di utilizzo |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Assorbimento idrico |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
| Resistenza alla flessione |
temperatura 20°C |
MPa (psi x 10³) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Coefficiente di espansione termica |
25 - 1000°C |
1×10⁻⁶/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Coefficiente di conducibilità termica |
temperatura 20°C |
W/m·k |
16 |
30.0 |
18 |



