Plăcile ceramice din alumina posedă următoarele numeroase proprietăți excelente:
1. Proprietăți mecanice
- Duritate mare: duritatea plăcii ceramice din Al2O3 este depășită doar de câteva materiale super-dure, cum ar fi diamantul, având o duritate Mohs de aproximativ 9. Prin urmare, prezintă o excelentă rezistență la uzură și se comportă bine în anumite scenarii de utilizare care necesită rezistență la frecare și uzură. De exemplu, atunci când este utilizată ca componentă rezistentă la uzură în domeniul prelucrării mecanice, poate menține un stadiu superficial bun pe termen lung și nu se zgârie sau nu se uzează ușor.
- Rezistență mare: Rezistența la compresiune a foilor ceramice din alumină este relativ ridicată, fiind capabilă să suporte sarcini semnificative de presiune. Pot fi utilizate în aplicații precum componente structurale care susțin presiuni mari, asigurând stabilitatea structurii sub stres. Între timp, rezistența la încovoiere poate, de asemenea, satisface cerințele multor condiții de lucru și este mai puțin probabil să se deformeze prin încovoiere sau chiar să se rupă.
2. Proprietăți termice
- Rezistență la temperaturi înalte: Poate funcționa stabil în medii cu temperaturi foarte ridicate, putând în general suporta temperaturi până la 1600℃ sau chiar mai mari. Prin urmare, este frecvent utilizată în căptușelile cuptoarelor la temperaturi înalte, conducte pentru temperaturi înalte și alte medii industriale cu temperaturi ridicate. În condiții de temperatură înaltă, poate menține integritatea structurală și stabilitatea performanței.
- Conductivitate termică ridicată: Are o capacitate relativ bună de conducere a căldurii și poate transfera rapid căldura, ceea ce îi oferă un avantaj în scenariile de aplicații legate de disiparea căldurii, cum ar fi radiatoarele pentru dispozitive electronice, ajutând la eliminarea căldurii în timp util și evitând degradarea performanței sau deteriorarea echipamentului din cauza suprasolicitării termice.
- Stabilitate termică bună: Atunci când sunt supuse unor schimbări bruște de temperatură, plăcile din ceramică de alumină nu sunt predispuse la deteriorări cauzate de stres termic, cum ar fi crăpături, ceea ce înseamnă că au o rezistență bună la șoc termic. Acest lucru le permite să se adapteze la medii de lucru cu schimbări frecvente de temperatură.
3. Proprietăți electrice
- Izolație bună: Este un material izolant electric excelent, cu o rezistivitate extrem de ridicată, care poate bloca eficient curentul. În domeniul electronic și al aparatelor electrice, este adesea utilizat pentru a fabrica componente izolante, cum ar fi garnituri izolante pentru echipamente electrice de înaltă tensiune, asigurând utilizarea sigură a echipamentelor electrice și prevenind defecțiuni electrice precum scurgerile.
4. Proprietăți chimice
- Stabilitate chimică puternică: Rezistă la coroziunea acidă și alcalină și are o toleranță excelentă față de majoritatea reagenților chimici. În industria chimică și farmaceutică, chiar și atunci când este în contact cu diverse substanțe chimice, poate menține timp îndelungat performanța și structura sa fără a fi deteriorat, putând fi utilizat ca recipient rezistent la coroziune, linings de conducte și alte componente.
-
Principalele utilizări ale foilor ceramice din alumină: Pe baza proprietăților de mai sus, foiile ceramice din alumină sunt utilizate pe scară largă în mai multe domenii, cum ar fi industria, electronica și îngrijirea medicală. Aplicațiile tipice sunt următoarele:
1. Domeniul industrial rezistent la uzură
- Minieră/materiale de construcție: Este utilizată pentru căptușeli de mori de zdrobire, căptușeli interioare ale conductelor de transport și medii de măcinare în mori cu bile, reducând uzura cauzată de particule de minereu și ciment asupra echipamentelor și prelungind durata de viață a acestora de 3 până la 5 ori.
- Prelucrare mecanică: Ca benzi rezistente la uzură pentru ghidaje de mașini-unelte și capete de scule (în combinație cu suporturi metalice), îmbunătățește precizia tăieturii și durabilitatea sculelor.
- Energie nouă: În timpul procesului de sinterizare a materialelor catodice pentru baterii lithium, servește ca căptușeală interioară a cuptorului și tavă de coacere, rezistând la temperaturi ridicate și la eroziunea cauzată de pulberi, precum și prevenind contaminarea cu impurități.
2. Domeniul electronic și electrotehnic
- Electronica de putere: Ca substrat izolant pentru modulele IGBT și tiristoare, oferă atât o izolație ridicată, cât și conductivitate termică (ajutând la disiparea căldurii), înlocuind ceramicele tradiționale din nitrid de aluminiu (cu costuri mai reduse).
- Componente electronice: Utilizat pentru carcasele condensatoarelor ceramice și bazele de ambalare ale circuitelor integrate, profită de stabilitatea sa chimică pentru a izola umiditatea și impuritățile, asigurând fiabilitatea pe termen lung a componentelor.
- Echipamente de înaltă tensiune: Ca izolatori de înaltă tensiune și componente ale camerelor de stingere a arcului electric din întrerupătoarele în vid, poate suporta tensiuni de peste 10 kV și nu își reduce performanța de izolație în medii umede.
3. Medii cu temperaturi ridicate și corozive
- Metalurgie: Ca linning interior al plăcilor de cupru din matrițele mașinilor de turnare continuă a oțelului și ca cărămizi refractare în furnalele de topire a metalelor neferoase, rezistă la eroziunea și erodarea provocate de oțelul/aluminiul topit la temperaturi înalte.
- Industria chimică: Este utilizat ca îmbrăcăminte interioară a vaselor de reacție și ca purtător de catalizatori. Rămâne stabil în medii acide puternice (cum ar fi acidul sulfuric, acidul azotic) și alcaline puternice (cum ar fi hidroxidul de sodiu) și nu intră în reacții chimice cu reactanții.
- Protecția mediului: Ca îmbrăcăminte interioară a coșurilor de fum pentru incineratoarele de deșeuri și strat anticoroziv al turnurilor de desulfurizare, poate rezista la temperaturi înalte de 800-1000℃ și la coroziunea provocată de gazele de eșapament cu conținut de sulf.
4. Domenii medicale și precise
- Dispozitive medicale: Sunt utilizate pentru fabricarea articulațiilor artificiale (cum ar fi căptușelile articulației șoldului) și ale abutmenturilor pentru implanturi dentare. Prin valorificarea biocompatibilității acestora (fără toxicitate și fără provocarea unor reacții de respingere) și a rezistenței la uzură, durata lor de viață poate ajunge la 15-20 de ani.
- Măsurare precisă: Ca bază pentru blocuri de calibrare și calibre, coeficientul său scăzut de dilatare asigură o eroare de precizie dimensională ≤0,001 mm atunci când temperatura se modifică, îndeplinind cerințele de măsurare la nivel de micron.
Tabelul parametrilor produsului
| Ingredientul chimic principal |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
| Densitate volumică |
|
g/cm3 |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Temperatura maximă de utilizare |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Absorbția apei |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
| Rezistența la flectare |
20°C |
MPa (psi x 10³) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Coeficient de expansiune termică |
25 - 1000°C |
1×10⁻⁶/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Coeficientul de conductivitate termică |
20°C |
În/m·k |
16 |
30.0 |
18 |



