Qual è lo scopo principale della ceramica industriale di allumina?
Nel vasto campo dell'industria moderna, c'è un materiale che svolge silenziosamente un ruolo cruciale: la ceramica di allumina industriale. Essendo un materiale ceramico avanzato composto principalmente da ossido di alluminio (Al₂O∝), la ceramica di allumina industriale è diventata un materiale chiave indispensabile in molti settori grazie a una serie di proprietà eccezionali.
Prestazioni eccellenti creano una qualità straordinaria
La ceramica industriale di allumina presenta numerose caratteristiche notevoli. La sua durezza è estremamente elevata, con una durezza Mohs fino al livello 9, seconda solo al diamante più duro in natura. Questa caratteristica le conferisce un'eccellente resistenza all'usura. Dopo i test, la sua resistenza all'usura è equivalente a 266 volte quella dell'acciaio al manganese e 171,5 volte quella della ghisa ad alto tenore di cromo. Può mantenere buone prestazioni in ambienti difficili con elevato attrito e usura, prolungando notevolmente la durata delle apparecchiature correlate.
In termini di resistenza alle alte temperature, la ceramica di allumina industriale offre anche prestazioni eccellenti, in grado di resistere a temperature fino a 1600 °C o anche superiori. In ambienti con temperature così elevate, può comunque mantenere proprietà fisiche e chimiche stabili senza rammollimento, deformazione o altri problemi. Allo stesso tempo, presenta anche una buona stabilità chimica e una forte resistenza a sostanze chimiche come acidi e basi. Può mantenere la stabilità in vari ambienti corrosivi e non si corrode facilmente.
Inoltre, le ceramiche di allumina industriale sono eccellenti isolanti elettrici con buone proprietà isolanti, in grado di impedire efficacemente il passaggio di corrente e garantire il funzionamento sicuro e stabile dei dispositivi elettronici. Inoltre, la loro densità è relativamente bassa e il loro peso è leggero, il che offre vantaggi significativi in alcuni scenari applicativi con requisiti di peso rigorosi.
Preparazione di precisione per creare materiali di alta qualità
Il processo di preparazione della ceramica industriale di allumina è complesso e preciso. Esistono vari metodi di stampaggio, tra cui pressatura a secco, iniezione, estrusione, pressatura isostatica a freddo, iniezione, colata a nastro, pressatura a caldo e pressatura isostatica a caldo. Negli ultimi anni, sono state sviluppate in patria e all'estero anche nuove tecnologie di stampaggio come la filtropressatura, lo stampaggio a iniezione a solidificazione diretta, lo stampaggio a iniezione di gel, lo stampaggio a iniezione centrifuga e lo stampaggio a iniezione libera. Prodotti con forme, dimensioni, complessità e requisiti di precisione diversi richiedono l'utilizzo di diversi metodi di stampaggio. Ad esempio, la tecnologia di pressatura a secco è generalmente applicabile a oggetti con forme semplici e spessore della parete interna superiore a 1 mm, con un rapporto lunghezza/diametro non superiore a 4:1; lo stampaggio a iniezione è adatto alla produzione di componenti di grandi dimensioni e forme complesse.
Il corpo formato deve ancora essere sottoposto a un processo di sinterizzazione per densificare il corpo ceramico granulare e formare un materiale solido. Il dispositivo di riscaldamento comunemente utilizzato è un forno elettrico. Oltre alla sinterizzazione a pressione atmosferica, esistono anche metodi come la sinterizzazione a caldo e la sinterizzazione a caldo isostatica. La sinterizzazione a caldo isostatica utilizza gas ad alta temperatura e alta pressione come mezzo di trasferimento della pressione, che presenta il vantaggio di un riscaldamento uniforme in tutte le direzioni ed è adatta alla produzione di prodotti di forma complessa. Le proprietà del materiale trattate sono superiori del 30-50% rispetto a quelle della sinterizzazione a freddo e del 10-15% rispetto a quelle della sinterizzazione a caldo generale. Sono inoltre in fase di sviluppo il metodo di sinterizzazione a microonde, il metodo di sinterizzazione al plasma ad arco e la tecnologia di sinterizzazione autopropagante.
Ampiamente applicato per promuovere lo sviluppo industriale
▶Nel campo dell'elettronica, è un materiale indispensabile e importante. Il substrato ceramico in ossido di alluminio ha una buona conduttività termica e un buon isolamento elettrico, che possono contribuire efficacemente alla dissipazione del calore del chip garantendo al contempo un funzionamento stabile del circuito. Nell'amplificatore di potenza delle stazioni base 5G, il substrato ultrasottile in ceramica di allumina ha una velocità di conduttività termica cinque volte superiore a quella dei materiali tradizionali, il che può ridurre la temperatura del chip di 25 °C, prolungando notevolmente la durata del dispositivo e ampliando la gamma di copertura del segnale. Inoltre, nella cavità delle apparecchiature di incisione dei semiconduttori, la ceramica di allumina ad alta purezza può resistere alla corrosione del plasma e avere una durata cinque volte superiore rispetto ai componenti metallici, fornendo una garanzia affidabile per la produzione di chip.
▶Nell'industria meccanica, la ceramica di allumina industriale è comunemente utilizzata per produrre vari componenti resistenti all'usura come cuscinetti, anelli di tenuta, valvole, mole, ecc. La sua elevata durezza e l'eccellente resistenza all'usura possono migliorare significativamente la durata di questi componenti e ridurre i costi di manutenzione delle attrezzature. Ad esempio, nei frantoi per macchinari minerari vengono utilizzate piastre di rivestimento dentellate in ceramica di allumina. Rispetto alle tradizionali piastre di rivestimento in acciaio al manganese, non solo la frequenza di sostituzione è significativamente ridotta, ma non vi è anche alcun inquinamento da detriti nei metalli simili al minerale, il che migliora il grado di arricchimento delle miniere d'oro.
▶Anche l'industria chimica è un importante campo di applicazione per la ceramica di allumina industriale. Grazie alla sua eccellente stabilità chimica e resistenza alla corrosione, può essere utilizzata per produrre apparecchiature chimiche resistenti alla corrosione come contenitori, condotte, reattori, ecc. Nel bollitore di reazione di un determinato impianto chimico, la ceramica di allumina viene utilizzata come rivestimento. La piastra di rivestimento in acciaio inossidabile, che deve essere sostituita ogni sei mesi, è ancora in buone condizioni dopo tre anni di utilizzo, migliorando notevolmente l'efficienza produttiva e riducendo i costi di produzione.
▶Anche nel settore aerospaziale, l'applicazione della ceramica di allumina industriale è fondamentale. La sua leggerezza, l'elevata resistenza e la resistenza alle alte temperature la rendono una scelta ideale per la produzione di componenti di motori, materiali isolanti per veicoli spaziali e altro ancora. Ad esempio, le piastrelle isolanti in ceramica di allumina utilizzate nei componenti dei motori dei razzi possono resistere a temperature elevate di 1600 °C e pesano solo un terzo dei componenti metallici, riducendo efficacemente il peso dei veicoli spaziali e migliorandone le prestazioni.
▶ Le ceramiche di allumina industriale stanno dando un forte impulso allo sviluppo dell'industria moderna grazie alle loro eccellenti prestazioni, al processo di preparazione preciso e all'ampia gamma di campi di applicazione. Con il continuo progresso tecnologico, crediamo che le ceramiche di allumina industriale mostreranno il loro fascino unico in più campi e svolgeranno un ruolo sempre più importante nel promuovere lo sviluppo innovativo in vari settori.