Каково основное назначение промышленной алюмооксидной керамики?
В обширной сфере современной промышленности промышленная алюмооксидная керамика играет важнейшую роль. Будучи передовым керамическим материалом, состоящим в основном из оксида алюминия (Эл₂O∝), промышленная алюмооксидная керамика стала незаменимым материалом во многих отраслях благодаря ряду выдающихся свойств.
Превосходная производительность создает исключительное качество
Промышленная алюмооксидная керамика обладает множеством замечательных характеристик. Её твёрдость чрезвычайно высока, достигая 9-го уровня по шкале Мооса, уступая только самому твёрдому алмазу в природе. Эта характеристика обеспечивает ей превосходную износостойкость. После испытаний её износостойкость в 266 раз выше, чем у марганцевой стали и в 171,5 раза выше, чем у высокохромистого чугуна. Она способна сохранять высокие эксплуатационные характеристики в суровых условиях с высоким трением и износом, значительно продлевая срок службы соответствующего оборудования.
Что касается термостойкости, промышленная алюмооксидная керамика также демонстрирует превосходные эксплуатационные характеристики, выдерживая температуры до 1600 °C и выше. В таких условиях она сохраняет стабильные физические и химические свойства без размягчения, деформации и других проблем. Кроме того, она обладает хорошей химической стабильностью и высокой стойкостью к воздействию таких химических веществ, как кислоты и основания. Она сохраняет стабильность в различных коррозионных средах и не подвержена коррозии.
Кроме того, промышленная алюмооксидная керамика является отличным электроизолятором с хорошими изоляционными свойствами, что позволяет эффективно предотвращать прохождение тока и обеспечивать безопасную и стабильную работу электронных устройств. Кроме того, её относительно низкая плотность и небольшой вес дают существенные преимущества в некоторых областях применения со строгими требованиями к массе.
Точная подготовка для создания высококачественных материалов
Процесс получения промышленной алюмооксидной керамики сложен и точен. Существуют различные методы формования, включая сухое прессование, заливку, экструзию, холодное изостатическое прессование, литье под давлением, литье под пленку, горячее прессование и горячее изостатическое прессование. В последние годы в стране и за рубежом также были разработаны новые технологии формования, такие как фильтр-прессование, литье под давлением с прямой кристаллизацией, литье под давлением геля, центробежное формование с заливкой и формование без твердого тела. Изделия с различными формами, размерами, сложностью и требованиями к точности требуют использования различных методов формования. Например, технология сухого прессования, как правило, применима к изделиям простой формы с толщиной внутренних стенок более 1 мм, с соотношением длины к диаметру не более 4:1; формование с заливкой подходит для изготовления крупногабаритных и сложных по форме деталей.
Сформированное тело все еще должно пройти процесс спекания для уплотнения гранулированного керамического тела и образования твердого материала. Обычно используемым нагревательным устройством является электрическая печь. Помимо спекания при атмосферном давлении, существуют также такие методы, как спекание при горячем прессовании и спекание при горячем изостатическом прессовании. При спекании при горячем изостатическом прессовании в качестве среды передачи давления используется газ высокой температуры и высокого давления, что имеет преимущество равномерного нагрева во всех направлениях и подходит для изготовления изделий сложной формы. Свойства обработанного материала на 30-50% выше, чем при спекании при холодном прессовании и на 10-15% выше, чем при обычном спекании при горячем прессовании. Кроме того, разрабатываются также метод микроволнового спекания, метод дугового плазменного спекания и технология самораспространяющегося спекания.
Широко применяется для содействия развитию промышленности
▶В области электроники это незаменимый и важный материал. Керамическая подложка из оксида алюминия обладает хорошей теплопроводностью и электроизоляцией, что может эффективно способствовать рассеиванию тепла от кристалла, обеспечивая при этом стабильную работу схемы. В усилителе мощности базовых станций 5G сверхтонкая подложка из алюмооксидной керамики имеет скорость теплопроводности в пять раз выше, чем у традиционных материалов, что позволяет снизить температуру кристалла на 25 ℃, значительно продлевая срок службы устройства и расширяя зону покрытия сигнала. Кроме того, в полости оборудования для травления полупроводников высокочистая алюмооксидная керамика может противостоять плазменной коррозии и имеет срок службы в пять раз дольше, чем металлические компоненты, обеспечивая надежную гарантию при производстве кристаллов.
▶В машиностроении промышленная алюмооксидная керамика широко используется для изготовления различных износостойких деталей, таких как подшипники, уплотнительные кольца, клапаны, шлифовальные круги и т. д. Высокая твёрдость и отличная износостойкость позволяют значительно увеличить срок службы этих деталей и снизить затраты на техническое обслуживание оборудования. Например, в дробилках горнодобывающего оборудования используются зубчатые футеровочные пластины из алюмооксидной керамики. По сравнению с традиционными футеровочными пластинами из марганцевой стали, не только значительно сокращается частота их замены, но и предотвращается загрязнение руды шламом, что повышает качество обогащения золота на рудниках.
▶Химическая промышленность также является важной областью применения промышленной алюмооксидной керамики. Благодаря превосходной химической стабильности и коррозионной стойкости она может использоваться для изготовления коррозионно-стойкого химического оборудования, такого как контейнеры, трубопроводы, реакторы и т. д. В реакторах некоторых химических заводов алюмооксидная керамика используется в качестве футеровки. Футеровочная пластина из нержавеющей стали, которую необходимо менять каждые шесть месяцев, остаётся в хорошем состоянии даже после трёх лет эксплуатации, что значительно повышает эффективность производства и снижает производственные затраты.
▶В аэрокосмической отрасли применение промышленной алюмооксидной керамики также имеет решающее значение. Её лёгкость, высокая прочность и термостойкость делают её идеальным материалом для производства компонентов двигателей, изоляционных материалов для космических аппаратов и многого другого. Например, алюмооксидные керамические изоляционные плитки, используемые в компонентах ракетных двигателей, выдерживают высокие температуры до 1600 ℃ и весят всего в три раза меньше металлических компонентов, что существенно снижает вес космических аппаратов и улучшает их эксплуатационные характеристики.
▶Промышленная алюмооксидная керамика придаёт мощный импульс развитию современной промышленности благодаря своим превосходным эксплуатационным характеристикам, точному процессу изготовления и широким возможностям применения. Мы уверены, что благодаря постоянному развитию технологий промышленная алюмооксидная керамика продемонстрирует своё уникальное преимущество в ещё большем количестве областей и будет играть всё большую роль в содействии инновационному развитию различных отраслей.