คำอธิบายผลิตภัณฑ์สั้น
- 1. ความแข็งสูง ทนต่อการขีดข่วน ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อการกัดกร่อน
- 2. มีสมรรถนะฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม และทนต่ออุณหภูมิสูง
- 3. มีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี และสามารถปรับขนาดตามต้องการ
รายละเอียดคำอธิบายผลิตภัณฑ์
1. มีสมรรถนะเชิงกลที่ยอดเยี่ยม และทนต่อการสึกหรอ
มันสามารถทนต่อแรงดันได้โดยทั่วไปมากกว่า 2500 เมกะพาสคัล โดยไม่เกิดการเปลี่ยนรูปพลาสติกหรือการแตกหัก ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างที่ต้องรับน้ำหนักหนัก พร้อมกันนี้ยังมีโมดูลัสความแข็งแรงสูง และการโก่งตัวน้อยมากภายใต้แรงโหลด ซึ่งช่วยรับประกันความมั่นคงของขนาดและค่าความแม่นยำเมื่อใช้เป็นเพลาความแม่นยำหรือองค์ประกอบสำหรับการวัด เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะหนัก ความหนาแน่นของเซรามิกอลูมินาเพียง 3.6–3.9 กรัม/ซม.³ เท่านั้น จึงทำให้มีน้ำหนักเบาอย่างยอดเยี่ยม ซึ่งถือเป็นข้อได้เปรียบสำคัญสำหรับอุปกรณ์ความเร็วสูงที่ต้องการลดความเฉื่อยของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว เช่น เครื่องจักรสิ่งทอและแกนหมุนความเร็วสูง จากการพิจารณาคุณสมบัติทางกลเหล่านี้ แท่งเซรามิกอลูมินาจึงกลายเป็นทางเลือกอันเหมาะสมในการแทนที่แท่งโลหะแบบดั้งเดิมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง การสึกหรอมาก และรับแรงโหลดสูง ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์อย่างมีนัยสำคัญ และลดความถี่รวมถึงค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา
2. มีความต้านทานอุณหภูมิสูงและความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้ดีเยี่ยม
ในด้านการใช้งานที่อุณหภูมิสูง คุณสมบัติของแท่งเซรามิกอลูมินาเกินกว่าวัสดุโลหะและพอลิเมอร์ส่วนใหญ่ อีกทั้งยังมีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่มีเสถียรภาพสูงมากในอุณหภูมิสูง โดยมีจุดหลอมเหลวสูงถึง 2050 ℃ และสามารถคงรูปร่าง ขนาด และความแข็งแรงเชิงกลเดิมไว้ได้ที่อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่องที่ 1650 ℃ ซึ่งแตกต่างจากวัสดุโลหะที่จะเกิดการออกซิเดชัน การไหลตัว (creep) และความแข็งแรงลดลงอย่างรวดเร็วในอุณหภูมิสูง แท่งเซรามิกอลูมินาแทบไม่เกิดการออกซิเดชันในสภาพแวดล้อมอุณหภูมิสูง และมีความต้านทานต่อการไหลตัวอย่างยิ่ง ทำให้สามารถคงแรงดัดแน่นล่วงหน้าหรือแรงรับน้ำหนักไว้ได้นาน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้งาน เช่น ส่วนประกอบเตาเผา แท่งพาหะสำหรับกระบวนการเผาขึ้นรูป และท่อเตาเผาอุณหภูมิสูง
ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น คือ ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันได้อย่างยอดเยี่ยม — ซึ่งหมายถึง ความสามารถในการทนต่อความเสียหายจากความเครียดทางความร้อนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว โดยผ่านการควบคุมส่วนผสมและกระบวนการเผาอย่างแม่นยำ แท่งเซรามิกอลูมินาคุณภาพสูงสามารถทนต่อการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว (หรือในทางกลับกัน) จากอุณหภูมิสูงมากจนถึงอุณหภูมิห้องโดยไม่เกิดการแตกร้าว คุณสมบัตินี้เกิดจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนในระดับปานกลางและการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ทำให้วัสดุสามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างสม่ำเสมอกัน และหลีกเลี่ยงการรวมตัวของแรงเครียดในจุดใดจุดหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งใช้เป็นแขนยึดแผ่นเวเฟอร์หรืออุปกรณ์ยึดชิ้นงานขณะให้ความร้อน จะต้องเคลื่อนย้ายระหว่างห้องทำความร้อนและสถานีระบายความร้อนอยู่บ่อยครั้ง หรือในอุตสาหกรรมการอบโลหะ ที่ใช้เป็นรางนำทางหรือลูกกลิ้ง ซึ่งต้องทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงที่เกิดจากรายการงานที่เคลื่อนผ่าน ในสภาวะการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรุนแรงเช่นนี้ แท่งเซรามิกอลูมินาจึงรับประกันความต่อเนื่องของกระบวนการผลิตและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ เนื่องจากคุณสมบัติการต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้อย่างยอดเยี่ยมนี้
3. มีความเสถียรภาพทางเคมีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม
แท่งเซรามิกอลูมิเนียมออกไซด์มีความเฉื่อยทางเคมีสูงมาก ทำให้สามารถทำงานได้อย่างมั่นคงในสภาวะแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงหลายประเภท ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่วัสดุโลหะทั่วไปหรือแม้แต่โลหะผสมพิเศษไม่สามารถเทียบเคียงได้ โครงสร้างผลึก α-alumina ที่มีความเสถียรแสดงถึงความต้านทานอย่างแข็งแกร่งต่อสื่อทางเคมีเกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นกรดอนินทรีย์เข้มข้น (เช่น กรดไฮโดรคลอริก กรดซัลฟิวริก กรดไนตริก) เบสเข้มข้น (เช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์) หรือฮาโลเจนต่างๆ สารละลายเกลือ และตัวทำละลายอินทรีย์ ก็ไม่สามารถกัดกร่อนวัสดุนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมเคมี ยา การกลั่นปิโตรเลียม และชุบโลหะ เพื่อผลิตเพลาคน, ก้านวาล์ว, ปลอกปั๊ม, หัวฉีด รวมถึงชิ้นส่วนรองรับและยึดตรึงสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ชนิดต่างๆ
ต่างจากโลหะที่ต้องพึ่งพาฟิล์มผ่านศูนย์ที่เกิดขึ้นบนผิว (เช่น ชั้นโครเมียมออกไซด์บนเหล็กกล้าไร้สนิม) เพื่อให้มีความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนของเซรามิกส์อลูมินาเป็นคุณสมบัติในตัวที่มีอยู่ตลอดทั้งปริมาตรของวัสดุ แม้ว่าผิวจะถูกขีดข่วนหรือสึกหรอจากการใช้งานระยะยาว วัสดุด้านในที่ถูกเปิดเผยใหม่ก็ยังคงมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนเท่าเดิม และจะไม่เกิดปัญหาทั่วไปที่พบในวัสดุโลหะ เช่น การกัดกร่อนแบบเป็นหลุม (pitting) การกัดกร่อนตามแนวขอบเกรน (intergranular corrosion) หรือการแตกร้าวเนื่องจากความเครียดและการกัดกร่อน (stress corrosion cracking) ในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือการใช้งานที่มีไอออนคลอไรด์ เซรามิกส์ชนิดนี้จึงไม่เกิดการกัดกร่อนเลยและให้ความทนทานยาวนานในระดับที่เหนือกว่า นอกจากนี้ ความบริสุทธิ์ทางเคมีที่สูงมากยังทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่มีการปล่อยโลหะไอออนหรือสารปนเปื้อนอื่นๆ ออกมาสู่สื่อกระบวนการผลิตระหว่างการทำงาน ซึ่งเป็นคุณสมบัติสำคัญยิ่งในการรักษาความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพ การแปรรูปอาหาร และการสังเคราะห์สารเคมีขั้นสูง
4. ฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำ
เนื่องจากเป็นเซรามิกประสิทธิภาพสูงที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม แท่งเซรามิกอลูมินาจึงเป็นวัสดุฉนวนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงมาก ความต้านทานเชิงปริมาตรของมันมีค่าสูงมากที่อุณหภูมิห้อง และแม้อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นถึง 500 ℃ ก็ยังคงรักษาระดับได้ดี ความเสถียรของฉนวนที่อุณหภูมิสูงนี้อยู่ในระดับที่วัสดุฉนวนอินทรีย์ส่วนใหญ่ไม่สามารถเทียบเคียงได้ ความเข้มของไดอิเล็กตริก (แรงดันทะลุ) โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 15-25 kV/mm ซึ่งสามารถป้องกันปรากฏการณ์การแตกตัวของกระแสไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมแรงดันสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยของอุปกรณ์และการปฏิบัติงาน
นอกเหนือจากคุณสมบัติการเป็นฉนวนพื้นฐานแล้ว แท่งเซรามิกอลูมินายังแสดงลักษณะของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำ และการสูญเสียพลังงานไดอิเล็กตริกต่ำ อันหมายความว่า ในสนามไฟฟ้าสลับความถี่สูง วัสดุนี้จะไม่กักเก็บพลังงานไฟฟ้าในปริมาณมาก หรือสร้างความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ (การสูญเสียไดอิเล็กตริก) เหมือนกับวัสดุบางชนิด คุณสมบัตินี้ทำให้มันเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้เป็นซับสเตรต ขาตั้ง และเปลือกหุ้มฉนวนในอุปกรณ์การสื่อสารความถี่สูง อุปกรณ์ไมโครเวฟ ระบบเรดาร์ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ มักใช้เป็นแท่งฉนวนเพื่อรองรับและแยกขั้วไฟฟ้า ทำให้มั่นใจได้ถึงการแยกฉนวนทางไฟฟ้า และหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานความถี่สูง ในขณะเดียวกัน วัสดุนี้แทบไม่มีแม่เหล็ก โดยมีค่าความสามารถในการเหนี่ยวนำแม่เหล็กลเป็นศูนย์ ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กภายนอก และไม่รบกวนการกระจายตัวของสนามแม่เหล็กรอบข้าง สิ่งนี้ทำให้มันกลายเป็นวัสดุโครงสร้างเชิงหน้าที่ที่ไม่สามารถทดแทนได้ในอุปกรณ์ถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (MRI) เครื่องเร่งอนุภาค และเครื่องมือวัดแม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำสูงต่างๆ
ตารางพารามิเตอร์ผลิตภัณฑ์
| องค์ประกอบทางเคมีหลัก |
|
|
Al2O3 |
Al2O3 |
Al2O3 |
| ความหนาแน่นของสับสน |
|
กรัม/ซม3 |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| อุณหภูมิสูงสุดที่ใช้งานได้ |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| การดูดซึมน้ํา |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
| ความแข็งแรงในการดัด |
20 องศาเซลเซียส |
MPa (psi x 103) |
358 (52) |
550 |
300 |
| สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน |
25 - 1000°C |
1X 10-6/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| สัมประสิทธิ์การนำความร้อน |
20 องศาเซลเซียส |
W/m °K |
16 |
30 |
18 |
EN
