Als industrielle Präzisionskeramik verfügt sie über eine Reihe von Leistungsvorteilen. Mit der kontinuierlichen Entwicklung von Wissenschaft und Technik wurde Aluminiumoxid-Keramik in verschiedenen Bereichen wie der chemischen Industrie, dem Maschinenbau und der Biomedizin eingesetzt, und mit der Verbesserung der Leistung hat sich der Anwendungsbereich allmählich erweitert. Die Erforschung der Eigenschaften von Aluminiumoxid wird in der Produktion vieler Industriezweige eingesetzt. Beide haben eine hohe praktische Bedeutung.

1. Hohe mechanische Festigkeit

Die Biegefestigkeit von gesintertem Aluminiumoxid-Porzellan kann bis zu 250 MPa erreichen, die von heißgepressten Produkten bis zu 500 MPa. Je reiner der Tonerdeanteil, desto höher die Festigkeit. Die Festigkeit kann bei hohen Temperaturen bis zu 900°C aufrechterhalten werden, wie in der Abbildung unten dargestellt. Die mechanische Festigkeit von Aluminiumoxidporzellan kann für die Herstellung von Geräteporzellan und anderen mechanischen Komponenten genutzt werden. Die Mohshärte von Aluminiumoxid-Keramik kann bis zu 9 erreichen, und es hat eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, so dass es in der Herstellung von Messern, Kugelventilen, Schleifscheiben, Keramiknägeln, Lagern usw. weit verbreitet ist, von denen Aluminiumoxid-Keramik-Messer und Industrieventile am häufigsten verwendet werden.

2. Hoher spezifischer Widerstand und gute elektrische Isolationsleistung

Der spezifische Widerstand bei Raumtemperatur beträgt 1015Ω-cm und die Isolationsfestigkeit 15kV/mm. Aufgrund seiner Isolierung und Festigkeit kann es zu Substraten, Steckdosen, Zündkerzen und Schaltkreisen verarbeitet werden.

3. Hohe Härte

Mit einer Mohs-Härte von 9 und einer ausgezeichneten Verschleißfestigkeit wird es häufig zur Herstellung von Werkzeugen, Schleifscheiben, Schleifmitteln, Ziehsteinen, Extrusionswerkzeugen, Lagern usw. verwendet. Bei der Verwendung von Aluminiumoxid-Keramikfräsern zur Bearbeitung von Automobilmotoren und Flugzeugteilen kann eine hohe Präzision bei hohen Schnittgeschwindigkeiten erzielt werden.

4. Hoher Schmelzpunkt, Anti-Korrosion

Mit einem Schmelzpunkt von 2050°C ist es sehr widerstandsfähig gegen die Erosion von geschmolzenen Metallen wie Be, Sr, Ni, Al, V, Ta, Mn, Fe und Co. Es hat auch eine hohe Beständigkeit gegen Erosion durch NaOH, Glas und Schlacke. Es geht in inerter Atmosphäre keine Wechselwirkungen mit Si, P, Sb und Bi ein. Daher kann es als feuerfestes Material, Ofenrohr, Glasziehtiegel, Hohlkugel, Faser, Schutzhülle für Thermoelemente usw. verwendet werden.

5. Ausgezeichnete chemische Stabilität

Viele komplexe Sulfide, Phosphide, Arsenide, Chloride, Nitride, Bromide, Jodide, Oxide sowie Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Flusssäure gehen keine Wechselwirkungen mit Aluminiumoxid ein. Daher kann Aluminiumoxid zu reinem Metall und Einkristallwachstumstiegeln, menschlichen Gelenken, künstlichen Knochen usw. verarbeitet werden.

6. Optische Merkmale

Es kann zu lichtdurchlässigen Materialien (transparentes Aluminiumoxid-Porzellan) verarbeitet werden, um Natriumdampflampen, Mikrowellenverkleidungen, Infrarotfenster, Laserschwingungselemente usw. herzustellen.

7. Ionische Leitfähigkeit

Wird als Solarzellenmaterial und als Batteriematerial verwendet.

Die Hauptanwendung von Aluminiumoxid-Keramik

1. Mechanische Aspekte

Aluminiumoxid-Keramikfräser werden aufgrund ihrer hohen Härte, ihrer starken mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen, ihrer guten Verschleißfestigkeit, ihrer guten chemischen Stabilität und der Tatsache, dass sie sich nicht leicht mit Metallen verbinden, häufig zum Schneiden harter Materialien, zum Schneiden von Hochgeschwindigkeitsstahl, zum Ultrahochgeschwindigkeitsschneiden und zu anderen schwierigen Bearbeitungen verwendet. Schneiden von Materialien. Die optimale Schnittgeschwindigkeit von Aluminiumoxid-Keramikwerkzeugen ist höher als die von gewöhnlichen Hartmetallwerkzeugen, was die Schnittleistung verschiedener Materialien erheblich verbessern kann.

①Keramikfräser aus reinem Aluminiumoxid

Reine Aluminiumoxid-Keramikwerkzeuge beziehen sich auf hochreine Aluminiumoxid-Keramik, die nur eine geringe Menge anderer Oxide enthält, und die Reinheit des Aluminiumoxids beträgt mehr als 99%. Bei reinen Aluminiumoxidkeramiken kann Zirkoniumdioxid als Sinterhilfsmittel zugesetzt werden, um die Bruchzähigkeit zu verbessern. Bei der Herstellung von keramischen Werkzeugen werden die ursprüngliche Reinheit und Korngröße wirksam kontrolliert, und andere Komponenten werden hinzugefügt, um zwei Phasen zu bilden oder in Form einer festen Lösung in der Matrix von Verbundkeramik auf Aluminiumoxidbasis und whiskerverstärkter Keramik zu existieren. Diese Technologien gleichen die Unzulänglichkeiten der reinen Aluminiumoxidkeramik aus und verbessern so ihre Schneidleistung und Haltbarkeit. Aufgrund der hohen Temperatur- und Verschleißfestigkeit von Werkzeugen aus reiner Aluminiumoxidkeramik, aber der geringen Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit, werden diese mehr und mehr durch verschiedene Verbundwerkstoffe aus Aluminiumoxidkeramik ersetzt.

②Fräser aus Aluminiumoxid-Keramik

Bei der Verbundkeramik gibt es mehrere Richtungen: Werkzeuge aus Aluminiumoxid-Karbid-Keramik, Werkzeuge aus Aluminiumoxid-Karbid-Cermet, Werkzeuge aus Aluminiumoxid-Nitrid- oder Borid-Keramik usw. Bei Aluminiumoxid-Karbid-Keramikwerkzeugen beispielsweise kann die Zugabe bestimmter Karbide (TiC, WC, TaC, NbC, Mo, C, Cr, C2 usw.) zu Aluminiumoxid die Festigkeit, die Verschleißfestigkeit und die Schlagzähigkeit sowie die Hochtemperaturleistung verbessern, wobei TiC unter den Additiven die meisten Anwendungen hat. Im Vergleich zu reinen Aluminiumoxidkeramiken ist die Biegefestigkeit von Aluminiumoxid-Karbid-Verbundkeramiken bei Raumtemperatur oder bei hohen Temperaturen besser als die von reinen Aluminiumoxidkeramiken. . Dieses Verbundwerkzeug eignet sich zum Hochgeschwindigkeitsschruppen und -schlichten von schwer zu bearbeitenden Werkstoffen wie verschleißfestem Gusseisen, gehärtetem Stahl und hochfestem Stahl.

③Gehärtetes Keramikwerkzeug aus Aluminiumoxid

Keramisches Werkzeug aus gehärtetem Aluminiumoxid bezieht sich auf den Zusatz von zähmachenden oder verstärkenden Materialien zur Aluminiumoxidmatrix. Zu den derzeit häufig verwendeten Vorspannmethoden gehören: Vorspannen durch Zr02-Phasenumwandlung, Vorspannen durch Whisker und Vorspannen durch Dispersion von Partikeln der zweiten Phase.

2. Industriell

Gegenwärtig gibt es viele Arten von Industriearmaturen. Die in der Tonerde-Industrie am häufigsten verwendeten Armaturen sind Kükenhähne, Schieber, Ventile, Kugelhähne usw.

Kugelhahn: Das Hauptmerkmal des Kugelhahns ist seine kompakte Struktur, zuverlässige Abdichtung, einfache Struktur und bequeme Wartung. Die Dichtfläche und die kugelförmige Oberfläche sind immer in einem geschlossenen Zustand, der nicht leicht durch das Medium erodiert werden kann. Er ist einfach zu bedienen und zu warten. Es ist geeignet für Wasser, Lösungsmittel, Säure und Erdgas Allgemeine Arbeitsmedien, sondern auch geeignet für Medien mit harten Arbeitsbedingungen, wie Sauerstoff, Wasserstoffperoxid, Methan und Ethylen, usw., sind weit verbreitet in verschiedenen Branchen eingesetzt.

Hahnventil: Es ist weit verbreitet in Ölfeld Ausbeutung, Transport und Raffinerie Ausrüstung, und auch weit verbreitet in der Petrochemie, Chemie, Gas, Erdgas, Flüssiggas, HVAC-Industrie und der allgemeinen Industrie verwendet.

Schieber, Absperrschieber: Sie sind weit verbreitet als Regel- und Absperrvorrichtungen in Rohrleitungen für Leitungswasser, Abwasser, Bauwesen, Erdöl, chemische Industrie, Lebensmittel, Medizin, Textil, Elektroenergie, Schiffbau, Metallurgie, Energiesysteme, usw.

3. Elektronik und Elektrizität

Im Bereich Elektronik und Elektrizität gibt es verschiedene Aluminiumoxid-Keramik-Basisplatten, Substrate, Keramikmembranen, transparente Keramiken und verschiedene elektrisch isolierende Aluminiumoxid-Keramiken, elektronische Materialien, magnetische Materialien usw., von denen transparente Aluminiumoxid-Keramiken und Substrate am häufigsten verwendet werden.

4. Chemische Industrie

Auch in der chemischen Industrie finden Aluminiumoxid-Keramiken eine Vielzahl von Anwendungen, z. B. als keramische Füllkörper für Chemikalien, anorganische Mikrofiltrationsmembranen und korrosionsbeständige Beschichtungen. Unter ihnen sind Membranen und Beschichtungen aus Aluminiumoxidkeramik die am meisten untersuchten und verwendeten.

① Keramikmembran aus Aluminiumoxid:

Die Membranen werden in organische Polymermembranen und anorganische Membranen unterteilt. Seit den 1980er Jahren wurde die Forschung und Entwicklung von Aluminiumoxid-Keramikmembranen, insbesondere von porösen Aluminiumoxid-Keramikmembranen, stark verbessert. Sie nimmt eine wichtige Stellung ein. Keramikmembranen aus Aluminiumoxid haben eine große Anzahl von Anwendungen in der industriellen Wasseraufbereitung, Meerwasserentsalzung, Gastrennung und katalytischen Reaktionen. Daher haben keramische anorganische Membranen zunehmend die Aufmerksamkeit von Wissenschaft, Technik und Industrie auf sich gezogen.

② Aluminiumoxid-Beschichtung:

Titanlegierungen werden bei hohen Temperaturen stark oxidiert. Um die Leistung zu verbessern, kann die Oberfläche der Titanlegierung mit einer Aluminiumoxidbeschichtung versehen werden, die auch die Korrosionsbeständigkeit und die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit der Titanlegierung verbessern kann.

5. Medizinische Aspekte

In der Medizin wird Aluminiumoxid vor allem zur Herstellung von künstlichen Knochen, künstlichen Gelenken, künstlichen Zähnen usw. verwendet. Aluminiumoxid-Keramik hat eine ausgezeichnete Biokompatibilität, biologische Inertheit, physikalische und chemische Stabilität, hohe Härte und hohe Verschleißfestigkeit und ist ein ideales Material für die Herstellung von künstlichen Knochen und künstlichen Gelenken. Es hat jedoch die gleichen Mängel wie andere keramische Werkstoffe, wie hohe Sprödigkeit, geringe Bruchzähigkeit, hohe maschinelle Bearbeitungsschwierigkeiten und komplexe Technologie, so dass weitere Forschung und Anwendung erforderlich sind.

6. Bau- und Sanitärkeramik

In der Bau- und Sanitärkeramik sind Aluminiumoxid-Keramikprodukte allgegenwärtig, z. B. Auskleidungssteine aus Aluminiumoxid-Keramik, Mahlkörper, Stäbe, keramische Schutzrohre und feuerfeste Materialien aus Aluminiumoxid. Unter ihnen sind Aluminiumoxidkugeln als Mahlkörper am weitesten verbreitet. Aluminiumoxid-Kugelmahlkörper zeichnen sich durch eine angemessene Härte, eine mittlere Dichte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und einen niedrigen Preis aus. Daher werden die meisten Rohstoffe für Bau- und Sanitärkeramik mit Aluminiumoxid-Kugelmühlen verarbeitet.

7. Andere Aspekte

Aluminiumoxidkeramik ist derzeit eines der am meisten erforschten und am häufigsten verwendeten neuen Materialien. Neben den oben genannten Anwendungen wird es auch in anderen High-Tech-Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt, Hochtemperatur-Industrieöfen, Verbundwerkstoffverstärkung usw. eingesetzt.

①Luft- und Raumfahrt

Fasern auf der Basis von Aluminiumoxid sind in der Luft- und Raumfahrt weit verbreitet. Sie zeichnen sich durch hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und viele andere Eigenschaften aus. Tonerde kann zu hochtemperaturbeständigen Fasern verarbeitet und in Isolierkacheln und flexiblen Isoliermaterialien für Raumfähren verwendet werden. Darüber hinaus können Aluminiumoxidfasern auch zur Verstärkung von Verbundwerkstoffen auf Metall- und Keramikbasis verwendet werden und finden breite Anwendung in Düsen von Überschalldüsen und Dichtungen von Raketentriebwerken.

②Hochtemperatur-Industrieofen

Im Bereich der Hochtemperatur-Industrieöfen werden vor allem Kurzfaserwerkstoffe auf Aluminiumoxidbasis als Wärmeschutz- und Feuerfestmaterialien verwendet, da sie die Vorteile einer geringen Dichte, einer guten Wärmedämmung und einer geringen Wärmekapazität aufweisen. Diese Vorteile können nicht nur das Gewicht des Hochtemperaturofens verringern, sondern auch die Temperaturregelung des Hochtemperaturofens genauer und damit energiesparender machen.

③Verbundbewehrung

Mit Aluminiumoxidfasern verstärkte Metallmatrix-Verbundwerkstoffe zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit, niedrigen Ausdehnungskoeffizienten und hohe Härte aus. Dies ist auf die gute Benetzbarkeit und die geringe Grenzflächenreaktion zwischen der Aluminiumoxidfaser und der Metallmatrix zurückzuführen. Diese Materialien werden für die Herstellung von Automobilkolben und Luftkompressorschaufeln verwendet. Aluminiumoxidfasern gehen auch eine gute Verbindung mit Harz ein, so dass daraus ein Aluminiumoxid-Harz-Verbundwerkstoff hergestellt werden kann, der sich durch große Elastizität und hohe Härte auszeichnet und in der Herstellung von Sportgeräten wie Angelruten, Golfschlägern, Skiern, Tennisschlägern usw. verwendet werden kann.