Алюминийн керамик хавтангууд дараах олон онцгой шинж чанартай:
1.Механик шинж чанар
- Өндөр хатуувтар: Al2O3 керамик хавтгай нь алмаз шиг зарим хэт хатуу материалуудаас бусад нь хамгийн өндөр хатуувартай бөгөөд Моосын хатуулаг 9 орчим байдаг. Тиймээс энэ нь гулсах, элэгдэхэд тэсвэртэй чанар сайтай бөгөөд үрэлдэг, элэгддэг нөхцөлд сайн ажилладаг. Жишээ нь механик боловсруулалтын салбарт элэгдэлд тэсвэртэй деталь болгон ашиглах үед удаан хугацаанд сайн гадаргуун чанартай байх бөгөөд амархан зууралдах эсвэл элэгдэхгүй.
- Өндөр бат бөх чанар: Хөнгөн цагааны керамик хавтангийн шахалтын бат бөх чанар харьцангуй өндөр бөгөөд их даралтанд тэсвэртэй байдаг. Иймд хүнд жин даахан бүтэц болон бусад хэсэгт ашиглахад тохиромжтой бөгөөд ачаалал дор бүтцийн тогтвортой байдлыг хангана. Мөн нугалах бат бөх чанар нь олон ажлын нөхцлийг хангасан байдаг бөгөөд нугалах деформац болон хугарах магадлал бага.
2. Дулааны шинж чанар
- Өндөр температурын эсэргүүцэл: Энэ нь маш өндөр температуртай орчинд тогтвортой ажиллах чадвартай бөгөөд ерөнхийдөө 1600℃ эсвэл түүнээс дээш температурыг тэсвэрлэж чаддаг. Иймээс илүү өндөр температурт ажилладаг галт уурхайн ханын дотор тал, өндөр температуртай хоолой гэх мэт өндөр температурт ажилладаг үйлдвэрлэлийн орчинд ихэвчлэн ашигладаг. Өндөр температурын нөхцөлд ч бүтцийн бүрэн байдлыг хадгалж, ажиллагааны тогтвортой байдлыг хангаж чаддаг.
- Өндөр дулаан дамжуулалт: Энэ нь харьцангуй сайн дулаан дамжуулах чадвартай бөгөөд дулааныг хурдан шилжүүлэх боломжийг олгодог тул электрон төхөөрөмжийн дулаан салгагч зэрэг дулаан салгах холбоотой хэрэглээний нөхцөлд давуу талтай байдаг. Ингэснээр дулааныг цаг алдалгүй зайлуулж, тоног төхөөрөмжийн хэт халалтаас үүдэлтэй ажиллагааны чадвар буурах эсвэл гэмтэхээс зайлсхийхэд тусалдаг.
- Сайн дулааны тогтвортой байдал: Гэнэт температур өөрчлөгдөх үед аллюминийн керамик хавтан дулааны стрессээс үүдэлтэй хагарал, цооролт гэх мэт эвдрэлд өртөхгүй байдаг нь түүнд сайн дулааны шокийн эсэргүүцэл олгоно. Энэ нь илүү их давтамжтай температурын өөрчлөлттэй ажлын орчинд тохируулан ажиллах боломжийг олгоно.
3. Цахилгаан шинж чанар
- Сайн цахилгааныг тусгаарлагч шинж чанар: Энэ нь маш өндөр эсэргүүцэл бүхий цахилгааныг тусгаарлахад маш сайн материал юм. Иймд цахилгаан гүйдлийг үр дүнтэй саатуулдаг. Цахилгаан ба электрон барааны салбарт ихэвчлэн цахилгааныг тусгаарлагч хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг бөгөөд жишээ нь цахилгааны өндөр хүчдэлийн тоног төхөөрөмжийн цахилгааныг тусгаарлагч прокладк зэрэг болох ба цахилгааны тоног төхөөрөмжийг аюулгүй ашиглах, цахилгааны хугарал, цацраг гэх мэт доголдолд саатамжийг урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.
4. Химийн шинж чанар
- Хүчтэй химийн тогтвортой байдал: Хүчил, шүлтэнд эсэргүүцэх чадалтай бөгөөд ихэнх химийн реагентүүдэд сайн тэсвэртэй. Химийн болон эмийн салбарт янз бүрийн химийн бодисуудтай харьцах үед ч гэсэн урт хугацаагаар өөрийн гадаргуугийн чанар, бүтцийг хадгалж, гэмтэхгүй байх чадвартай тул коррозид тэсвэртэй сав, хоолойн доторлын давхарга зэрэг хэсгүүдэд ашиглагддаг.
-
Алуминийн керамик хавтгайг голчлон дараах зориулалтаар ашигладаг: Дээрх шинж чанаруудын үндсэн дээр алюминийн оксидын керамик хавтанг ийлүү ихэвчлэн үйлдвэр, электроник, эрүүл мэндийн салбаруудад өргөнөөр ашигладаг. Түүний типич тухайн жишээнүүд нь дараах байдлаар байна:
1.Үйлдвэрийн износ тэсвэртэй салбар
- Алт олборлох/байгууламжийн материал: Бутлуурын доторлын хавтан, хоолойн доторлын давхарга, бөмбөгт бутлуурын үрэлтэд оролцох медиум болгон ашигладаг бөгөөд хүдрийн болон цементийн жижиг хэсгүүдийн тоног төхөөрөмжинд учруулах износыг бууруулж, тоног төхөөрөмжийн ажиллах хугацааг 3-5 дахин сунгадаг.
- Механик боловсруулалт: Машины тэргэвч, хэрэгсэлийн толгойн изэндүү зузаан (металл суурьтай хослуулан) ашигладаг бөгөөд хайчлалтын нарийвчлалыг сайжруулж, хэрэгслийн үргэлжлэх хугацааг уртасгадаг.
- Шинэ эрчим хүч: Литийн баттерейн катодын материал шатаах үедээ зуухны дотор талын давхарга болон шатаах таваг болон ашиглагдаж, өндөр температур, поршийн элэгдэлд тэсвэртэй байдаг ба хядалтгүй ноцоноос бохирдохыг саатуулдаг.
2. Электроник ба цахилгаан инженерийн салбар
- Цахилгаан энергетик: IGBT модуль, тиристорын цахилгаан тусгаарлагч суурь болгон ашиглагдахад өндөр түвшний цахилгаан тусгаарлалт, дулаан дамжуулалт (дулаан зайлуулахад нэмэлтээр тусалдаг) шаардлагыг хангаж, уламжлалт алuminium nitride керамикийг (илүү бага зардалтай) орлоход зориулагдсан.
- Электроник бүрэлдэхүүн хэсгүүд: Керамик конденсаторын гадна тал, интеграл хэлхээний багцын суурийн хэсэгт ашиглагдан, химийн тогтвортой байдлыг ашиглан чийг, бохирдлыг тусгаарлаж, бүрэлдэхүүн хэсгийн урт хугацааны найдвартай ажиллагааг хангана.
- Өндөр хүчдэлийн тоног төхөөрөмж: 10 кВ-аас дээш өндөр хүчдэлийг тэсвэрлэх чадалтай, чийглэг орчинд байдалд цахилгаан тусгаарлагч чанар нь буурахгүй байдаг тул цоожлогч хоолойн вакуум шалтгааны нум устгагчийн өндөр хүчдэлийн тусгаарлагч болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ашигладаг.
3.Өндөр температур ба идэвхитэй орчин
- Цахилгаан: Сталийг тасралтгүй шахаж гаргах машиний формд зэвсгийн хавтангийн дотор талын давхар болон хараанас бусад металлын хайлуурт төмөр хайлуурын дотор талын давхар болон хайлшгүй галт тэсвэртэй төмөрлөгийн төмөрлөгийн хайлшийг өндөр температурт элэгдэл, идэвхжихээс сэргийлдэг.
- Химийн үйлдвэр: Урвалын савны дотор талын давхар болон катализаторын тээвэрлэгч болгон ашигладаг. Хүчилтөрөгч (хүхрийн хүчил, азотын хүчил) ба шүлт (натрийн гидроксид) зэрэг хүчтэй орчинд тогвортой байдаг бөгөөд урвалын бодисуудтай химийн урвалд ордоггүй.
- Орчны хамгаалалт: Хог хаягдлыг шатаах цэцэрлэгийн дымын хоолойн доторх давхар, бусад хийн диссүүрийн цамхагийн эсрэг задралын давхар болон ашиглагдаж, 800-1000℃ температурыг тэсвэрлэж, хүхрийн агууламжтай ундааны эсрэг тэсвэртэй байдаг.
4. Эмнэлэг, нарийн төвөгтэй салбар
- Эмнэлгийн хэрэгсэл: Исхийн үе (жишээ нь түлхүүрийн үений шулуун) болон шүдний суурийг хийхэд ашигладаг. Тэдгээрийн биологийн нийцэлт чанар (хоргүй, сөрөг урвал үзүүлэхгүй) болон элэгдэлд тэсвэртэй чанарыг ашиглан 15-20 жилийн үйлчилгээний хугацааг хангасан.
- Нарийвчлалтай хэмжилт: Хэмжигдэхүүний суурь, калибрын хэмжигдэхүүнд ашигладаг бөгөөд халуунд бага зэргийн өргөтсөн коэффициент нь температур өөрчлөгдөх үед хэмжээний нарийвчлалын алдааг ≤0.001 мм хүртэл багасгаж, микрометрийн түвшний хэмжилтийн шаардлагыг хангана.
Бүтээгдэхүүний параметрүүдийн хүснэгт
| Үндсэн химийн орц |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
| Нүүрний нягтрал |
|
г/cm³ |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Хамгийн их ашиглагдах температур |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Усны хамгаалал |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
| Нугалах хүч |
20°C |
МПа (фунт/инч² x 10³) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Халуунд тэсвэрлэх коэффициент |
25 - 1000°C |
1×10⁻⁶/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Дулаан дамжуулах коэффициент |
20°C |
Вт/м·К |
16 |
30.0 |
18 |



