Skrutka z oxidu hliníkového keramika Keramická skrutka

• 1. Vysoká pevnosť, izolácia a odolnosť voči vysokým teplotám
• 2. Odolnosť voči korózii a nemagnetické vlastnosti
• 3. Vysoká tvrdosť a rozmerná stabilita

1. Vynikajúce mechanické vlastnosti a štrukturálna celistvosť y

Mechanické vlastnosti keramických skrutiek z oxidu hličitého patria medzi ich základné výhody oproti tradičným kovovým spojovacím prvkom. Táto špeciálna skrutka je vyrobená z vysokočistého (zvyčajne ≥ 99,5 %) oxidu hličitého pomocou izostatického lisovania a spiekania pri extrémne vysokých teplotách. Jej mikroštruktúra je hustá a rovnomerná, čo sa prejavuje vynikajúcimi fyzikálnymi vlastnosťami. Po prvé, jej tvrdosť je mimoriadne vysoká, Vickersovou tvrdosťou výrazne prevyšuje všetky kovové materiály a dokonca aj niektoré tvrdé zliatiny. Táto mimoriadne vysoká tvrdosť sa priamo prejavuje v mimoriadnej odolnosti voči opotrebovaniu, a tak aj pri častom demontážach alebo v prostredí s vysokou vibráciou môžu závitové spoje zostať jasné a nepoškodené, čím sa výrazne predlžuje ich životnosť. Po druhé, napriek tomu, že keramické materiály pôsobia krehko, majú keramické skrutky z oxidu hličitého vysokej kvality vyrobené modernou technológiou značnú mechanickú pevnosť, s tlakovou pevnosťou vyše 3000 MPa, čo im umožňuje odolať obrovským predpätiam a pracovným zaťaženiam.

Čo sa týka ľahkosti, hustota hliníkovej keramiky je približne 3,6 g/cm³, čo predstavuje len približne 45 % ocele. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá v odvetviach citlivých na hmotnosť, ako sú letecký a vesmírny priemysel, presná technika a automobilové preteky. Dôležitejšie je, že vysoký modul pružnosti hliníkovej keramiky znamená, že skrutky vyrobené z tohto materiálu podliehajú minimálnemu deformovaniu pri zaťažení, čím poskytujú extrémne stabilnú upínaciu silu a vyhýbajú sa uvoľňovaniu predpätia spôsobenému plastickým deformovaním, ktoré je typické pre kovové skrutky. Navyše úplne eliminujú bežné javy únavového korózneho poškodenia a štiepania materiálu v dôsledku napätia, a prejavujú vynikajúcu trvanlivosť pri cyklickom zaťažovaní. Tieto komplexné mechanické vlastnosti robia hliníkové keramické skrutky obzvlášť vhodnými pre kritické spojovacie prvky, ktoré vyžadujú vysokú odolnosť proti opotrebeniu, vysoké zaťaženie a dlhodobú stabilitu, ako napríklad vretená precíznych obrábacích strojov, upevnenie rýchlobežných ložísk alebo kľúčové spoje v automatizovaných robotoch.

2. Termálna stabilita a odolnosť voči vysokým teplotám v extrémnych prostrediach

Keramické skrutky z oxidu hliníka vykazujú tiež dobré vlastnosti vo vysokoteplotných prostrediach, čo je kľúčovou výhodou, ktorú väčšina kovových spojovacích prvkov nemôže dosiahnuť. Ich teplota topenia dosahuje až 2050 ℃ a dlhodobo stabilná prevádzková teplota môže presiahnuť 1600 ℃. Krátkodobo dokážu odolávať extrémnym vysokým teplotám až do 1800 ℃. Za týchto podmienok keramické skrutky z oxidu hliníka nevykazujú oxidáciu, odlupovanie, creep ani prudký pokles pevnosti, ako to býva pri kovových skrutkách. Keď sa teplota prostredia zvýši z izbovej na prevádzkovú teplotu, ich koeficient tepelnej rozťažnosti je relatívne nízky, čo znamená, že vplyv zmeny teploty na veľkosť skrutky a predpätie je omnoho menší v porovnaní s kovovými materiálmi.

Zvlášť dôležité je zdôrazniť ich vynikajúcu odolnosť voči tepelnému šoku. Prostredníctvom presného návrhu mikroštruktúry dokážu kvalitné skrutky z alumíniovej keramiky odolávať rýchlym zmenám teploty bez praskania. Napríklad v polovodičových výrobných zariadeniach môžu skrutky vyžadovať časté procesy rýchleho ohrevu a chladenia z izbovej teploty na stovky alebo dokonca tisíce stupňov Celzia. Keramika z oxidu hliníka vďaka nízkej tepelnej vodivosti a vhodnej tepelnej kapacite efektívne zníži koncentráciu tepelného napätia a zachová štrukturálnu celistvosť. Naopak, dokonca aj špeciálne žiaruvzdorné zliatiny môžu pri takýchto extrémnych tepelných cykloch zlyhať kvôli únave materiálu.

Okrem toho pri vysokých teplotách zachovávajú keramiky na báze oxidu hliníka svoje pôvodné mechanické vlastnosti a izolačné charakteristiky a nevykazujú elektronickú vodivosť spôsobenú termickou aktiváciou, čo je rozhodujúce pre izolačné upevnenie vysokoteplotných elektrických zariadení. Vo vákuovom prostredí pri vysokých teplotách neuvolňujú летké látky ako kovy, čím sa predchádza kontaminácii systému. Tieto vlastnosti robia skrutky z oxidu hliníka ideálnou voľbou pre aplikácie ako tepelné spracovanie pecí, zariadenia na spekanie, experimentálne zariadenia pre horúce časti lietadlových motorov a upevnenie vysokoteplotných senzorov.
 

3. Mimoriadna odolnosť voči korózii a chemická inertnosť

Má vynikajúcu chemickú stabilitu a odoláva voči korózii väčšiny kyselín, zásad, solí a rôznym organickým rozpúšťadlám. Jeho odolnosť voči korózii je omnoho lepšia než u špeciálnych kovov, ako je nehrdzavejúca oceľ alebo dokonca Hastelloy. Môže tiež dlhodobo stabilne pracovať v extrémne agresívnych médiách, ako sú silné kyseliny a zásady, bez hrdzenia alebo uvoľňovania kovových iónov, ktoré by kontaminovali proces. Táto vlastnosť ho robí ideálnou voľbou na pripájanie čerpadiel, ventilov, reaktorov a potrubia v náročných prostrediach, ako sú chemický priemysel, farmaceutika, spracovanie potravín a námorné inžinierstvo, čím efektívne zabraňuje poruchám zariadení a kontaminácii produktov spôsobeným koróziou skrutiek.

4. Vynikajúce elektrické izolačné vlastnosti a nemagnetické vlastnosti

Objemová rezistivita je extrémne vysoká, čo umožňuje účinné izolovanie prúdu aj v prostredí s vysokou teplotou, a tým sa predchádza riziku oblúkového preboja alebo skratu. Súčasne je materiál v podstate nemagnetický a nie je ovplyvnený žiadnym silným magnetickým poľom, má nulovú magnetickej permeabilitu. To ho činí dokonale vhodným pre vysokej presnosti elektrónové zväzky, systémy MRI (magnetickej rezonancie), polovodičové výrobné zariadenia vo vákuových prostrediach a rôzne presné meracie prístroje, čím výrazne eliminuje elektromagnetické rušenie, vírivé straty a magnetické kontaminácie, ktoré môžu byť spôsobené kovovými skrutkami

5. Skrutky z oxidu hliníkového keramiky sa stali kľúčovou súčasťou pri modernizácii a náhrade mnohých vysoko technologických a priemyselných odvetví.

Od výroby polovodičových waferov, výroby solárnych fotovoltaických článkov až po vysokorozpočtové analytické prístroje, od chemickej protikoróznej ochrany, lekárskych zariadení až po letecký priemysel dokáže poskytnúť riešenia, ktoré tradičné kovové skrutky nemôžu konkurovať. Hoci jeho jednotková nákupná cena môže byť vyššia, svoju dlhú životnosť, vysokú spoľahlivosť, nízke náklady na údržbu a záruku celkovo vysokého výkonu a čistoty systému preukazuje mimoriadne vysoké komplexné ekonomické výhody počas celého životného cyklu.