Các tấm gốm Alumina sở hữu nhiều tính chất vượt trội sau:
1. Tính chất cơ học
- Độ cứng cao: Độ cứng của tấm gốm Al2O3 chỉ đứng sau một vài vật liệu siêu cứng như kim cương, với độ cứng Mohs khoảng 9. Do đó, nó có khả năng chịu mài mòn xuất sắc và hoạt động tốt trong một số ứng dụng yêu cầu chống ma sát và mài mòn. Ví dụ, khi được sử dụng làm bộ phận chịu mài mòn trong lĩnh vực gia công cơ khí, nó có thể duy trì trạng thái bề mặt tốt trong thời gian dài và không dễ bị trầy xước hay mài mòn.
- Độ bền cao: Độ bền nén của các tấm gốm alumina tương đối cao, có khả năng chịu được các tải trọng áp lực lớn. Chúng có thể được sử dụng trong các ứng dụng như các bộ phận cấu trúc chịu áp lực nặng, đảm bảo sự ổn định của kết cấu dưới tác động của lực. Đồng thời, độ bền uốn của nó cũng có thể đáp ứng yêu cầu của nhiều điều kiện làm việc, ít bị biến dạng do uốn hoặc thậm chí gãy vỡ.
2. Tính chất nhiệt
- Chịu nhiệt độ cao: Vật liệu này có thể hoạt động ổn định trong môi trường nhiệt độ rất cao, thường có thể chịu được nhiệt độ lên tới 1600℃ hoặc thậm chí cao hơn. Do đó, nó thường được sử dụng trong lót lò chịu nhiệt, đường ống chịu nhiệt và các môi trường công nghiệp nhiệt độ cao khác. Trong điều kiện nhiệt độ cao, vật liệu vẫn duy trì được độ nguyên vẹn cấu trúc và ổn định về tính năng.
- Dẫn nhiệt cao: Có khả năng dẫn nhiệt tương đối tốt và có thể truyền nhiệt nhanh chóng, mang lại lợi thế trong các ứng dụng liên quan đến tản nhiệt, chẳng hạn như tản nhiệt cho thiết bị điện tử, giúp giải nhiệt kịp thời và tránh suy giảm hiệu suất hoặc hư hỏng thiết bị do quá nhiệt.
- Ổn định nhiệt tốt: Khi chịu sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, các tấm gốm alumina ít bị hư hỏng do ứng suất nhiệt như nứt vỡ, nghĩa là chúng có khả năng chịu sốc nhiệt tốt. Điều này cho phép chúng thích nghi với môi trường làm việc có sự thay đổi nhiệt độ thường xuyên.
3. Tính chất điện
- Cách điện tốt: Đây là một vật liệu cách điện tuyệt vời với điện trở suất cực cao, có thể hiệu quả ngăn chặn dòng điện. Trong lĩnh vực điện tử và thiết bị điện, nó thường được dùng để chế tạo các linh kiện cách điện, chẳng hạn như đệm cách điện cho thiết bị điện áp cao, đảm bảo an toàn khi sử dụng thiết bị điện và ngăn ngừa các sự cố điện như rò rỉ.
4. Tính chất hóa học
- Ổn định hóa học mạnh: Vật liệu chịu được ăn mòn bởi axit và kiềm, có khả năng chịu đựng tốt đối với hầu hết các hóa chất. Trong ngành công nghiệp hóa chất và dược phẩm, ngay cả khi tiếp xúc với nhiều loại chất hóa học khác nhau, nó vẫn duy trì được tính năng và cấu trúc trong thời gian dài mà không bị hư hại, có thể được sử dụng làm các thiết bị chịu ăn mòn, lớp lót ống dẫn và các bộ phận khác.
-
Các ứng dụng chính của tấm gốm alumina: Dựa trên các tính chất nêu trên, các tấm gốm alumina đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp, điện tử và y tế. Các ứng dụng điển hình như sau:
1. Lĩnh vực chịu mài mòn công nghiệp
- Khai thác mỏ/vật liệu xây dựng: Được dùng làm lớp lót máy nghiền, lớp lót bên trong ống dẫn và phương tiện nghiền trong máy nghiền bi, giảm hao mòn do các hạt quặng và xi măng gây ra đối với thiết bị, đồng thời kéo dài tuổi thọ sử dụng của thiết bị từ 3 đến 5 lần.
- Gia công cơ khí: Làm dải chống mài mòn cho đường dẫn hướng máy công cụ và đầu dao (kết hợp với nền kim loại), nâng cao độ chính xác khi cắt gọt và tăng độ bền của dụng cụ.
- Năng lượng mới: Trong quá trình nung vật liệu cathode pin lithium, nó được dùng làm lớp lót bên trong lò nung và khay nung, chịu được nhiệt độ cao và ăn mòn bởi bột, đồng thời ngăn ngừa nhiễm bẩn do tạp chất gây ra.
2. Lĩnh vực điện tử và kỹ thuật điện
- Điện tử công suất: Với tư cách là chất nền cách điện cho các module IGBT và thyristor, vật liệu này sở hữu cả tính cách điện cao và khả năng dẫn nhiệt tốt (hỗ trợ tản nhiệt), thay thế gốm nitride nhôm truyền thống (với chi phí thấp hơn).
- Linh kiện điện tử: Được sử dụng làm vỏ tụ điện gốm và đế đóng gói mạch tích hợp, tận dụng tính ổn định hóa học để cách ly độ ẩm và tạp chất, đảm bảo độ tin cậy lâu dài của các linh kiện.
- Thiết bị điện áp cao: Với vai trò là sứ cách điện điện áp cao và các bộ phận trong buồng dập hồ quang của công tắc chân không, vật liệu có thể chịu được điện áp trên 10kV và không suy giảm hiệu suất cách điện trong môi trường ẩm ướt.
3. Môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn
- Luyện kim: Với tư cách là lớp lót bên trong các tấm đồng trong khuôn máy đúc liên tục trong luyện thép và gạch chịu lửa trong lò luyện kim màu, vật liệu này chống lại sự xâm thực và mài mòn ở nhiệt độ cao từ thép nóng chảy/nhôm nóng chảy.
- Ngành công nghiệp hóa chất: Được sử dụng làm lớp lót bên trong các thiết bị phản ứng và giá đỡ chất xúc tác. Vật liệu này giữ ổn định trong môi trường axit mạnh (như axit sunfuric, axit nitric) và kiềm mạnh (như natri hydroxide), không xảy ra phản ứng hóa học với các chất tham gia phản ứng.
- Bảo vệ môi trường: Làm lớp lót bên trong ống khói của các lò đốt rác và lớp chống ăn mòn cho tháp khử lưu huỳnh, có khả năng chịu được nhiệt độ cao từ 800-1000℃ và sự ăn mòn do khí thải chứa lưu huỳnh.
4.Lĩnh vực y tế và chính xác
- Thiết bị y tế: Được dùng để chế tạo các khớp nhân tạo (như lớp lót khớp háng) và trụ cấy ghép răng. Nhờ tận dụng tính tương thích sinh học (không độc hại, không gây phản ứng đào thải) và khả năng chống mài mòn, tuổi thọ của chúng có thể đạt 15-20 năm.
- Đo lường chính xác: Với vai trò là nền tảng của các khối mẫu và dụng cụ hiệu chuẩn, hệ số giãn nở nhiệt thấp của nó đảm bảo sai số độ chính xác về kích thước ≤0,001mm khi nhiệt độ thay đổi, đáp ứng yêu cầu đo lường ở mức micromet.
Bảng thông số kỹ thuật sản phẩm
| Thành phần hóa học chính |
|
|
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
Al₂O₃ |
| Mật độ khối lượng |
|
g/cm³ |
3.6 |
3.89 |
3.4 |
| Nhiệt độ sử dụng tối đa |
|
|
1450°C |
1600°C |
1400°C |
| Hấp thụ nước |
|
% |
0 |
0 |
< 0.2 |
| Độ bền uốn |
20°C |
MPa (psi x 10³) |
358 (52) |
550 |
300 |
| Hệ số giãn nở nhiệt |
25 - 1000°C |
1×10⁻⁶/°C |
7.6 |
7.9 |
7 |
| Hệ số dẫn nhiệt |
20°C |
W/m·k |
16 |
30.0 |
18 |
EN
