Zastosowanie ceramiki z tlenku glinu jest szerokie, a jako precyzyjna ceramika przemysłowa ma szereg zalet pod względem wydajności. Dzięki ciągłemu rozwojowi nauki i technologii ceramika z tlenku glinu jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach, takich jak przemysł chemiczny, produkcja maszyn i biomedycyna, a wraz z poprawą wydajności zakres jej zastosowań stopniowo się rozszerza. Badania nad właściwościami tlenku glinu są wykorzystywane w działalności produkcyjnej wielu gałęzi przemysłu. Oba mają duże znaczenie praktyczne.

1. Wysoka wytrzymałość mechaniczna

Wytrzymałość na zginanie produktów spiekanych z porcelany z tlenkiem glinu może osiągnąć 250 MPa, a produktów prasowanych na gorąco może osiągnąć 500 MPa. Im czystszy składnik tlenku glinu, tym wyższa wytrzymałość. Wytrzymałość można utrzymać do 900°C w wysokich temperaturach, jak pokazano na poniższym rysunku. Wykorzystując wytrzymałość mechaniczną porcelany z tlenku glinu, można z niej wytwarzać porcelanę do urządzeń i inne elementy mechaniczne. Twardość Mohsa ceramiki z tlenku glinu może osiągnąć 9, a ponadto ma doskonałą odporność na zużycie, dlatego jest szeroko stosowana w produkcji noży, zaworów kulowych, ściernic, gwoździ ceramicznych, łożysk itp.

2. Wysoka rezystywność i dobra izolacja elektryczna

Rezystywność w temperaturze pokojowej wynosi 1015Ω-cm, a wytrzymałość izolacji 15kV/mm. Wykorzystując jego izolację i wytrzymałość, można z niego tworzyć podłoża, gniazda, świece zapłonowe i osłony obwodów.

3. Wysoka twardość

Twardość 9 w skali Mohsa w połączeniu z doskonałą odpornością na zużycie sprawiają, że jest on szeroko stosowany do produkcji narzędzi, ściernic, materiałów ściernych, matryc do ciągnienia, matryc do wytłaczania, łożysk itp. Używając ceramicznych frezów z tlenku glinu do obróbki silników samochodowych i części samolotów, można uzyskać wysoką precyzję przy dużych prędkościach cięcia.

4. Wysoka temperatura topnienia, antykorozyjne

Z temperaturą topnienia 2050°C, ma dobrą odporność na erozję stopionych metali, takich jak Be, Sr, Ni, Al, V, Ta, Mn, Fe i Co. Ma również wysoką odporność na erozję przez NaOH, szkło i żużel. Nie wchodzi w interakcje z Si, P, Sb, Bi w atmosferze obojętnej. Dlatego może być stosowany jako materiał ogniotrwały, rura pieca, tygiel do ciągnienia szkła, wydrążona kula, włókno, osłona termopary itp.

5. Doskonała stabilność chemiczna

Wiele złożonych siarczków, fosforków, arsenków, chlorków, azotków, bromków, jodków, tlenków i kwasu siarkowego, kwasu solnego, kwasu azotowego i kwasu fluorowodorowego nie wchodzi w interakcje z tlenkiem glinu. Dlatego tlenek glinu może być przetwarzany na czysty metal i tygle do wzrostu pojedynczych kryształów, ludzkie stawy, sztuczne kości itp.

6. Charakterystyka optyczna

Może być przetwarzany na materiały przepuszczające światło (przezroczysta porcelana z tlenku glinu) do produkcji lamp sodowych, owiewek mikrofalowych, okien na podczerwień, elementów oscylacji laserowej itp.

7. Przewodność jonowa

Używany jako materiał na ogniwa słoneczne i baterie.

Główne zastosowania ceramiki z tlenku glinu

1. Aspekty mechaniczne

Frezy ceramiczne z tlenku glinu są szeroko stosowane do cięcia twardych materiałów, cięcia stali szybkotnącej, cięcia z bardzo dużą prędkością i innych trudnych procesów ze względu na ich wysoką twardość, silne właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, dobrą odporność na zużycie, dobrą stabilność chemiczną i niełatwe wiązanie z metalami. Cięcie materiałów. Optymalna prędkość cięcia narzędzi ceramicznych z tlenku glinu jest wyższa niż w przypadku zwykłych narzędzi z węglika spiekanego, co może znacznie poprawić wydajność cięcia różnych materiałów.

Frez ceramiczny z czystego tlenku glinu

Narzędzia ceramiczne z czystego tlenku glinu odnoszą się do ceramiki z tlenku glinu o wysokiej czystości, zawierającej tylko niewielką ilość innych tlenków, a czystość tlenku glinu wynosi ponad 99%. W przypadku czystej ceramiki z tlenku glinu można dodać tlenek cyrkonu jako środek wspomagający spiekanie, aby poprawić jego odporność na pękanie. Podczas przygotowywania narzędzi ceramicznych realizowana jest skuteczna kontrola pierwotnej czystości i wielkości ziarna, a inne składniki są dodawane w celu utworzenia dwóch faz lub istnieją w postaci stałego roztworu w matrycy ceramiki kompozytowej na bazie tlenku glinu i ceramiki wzmocnionej wiskerami. Technologie te uzupełniają wady czystej ceramiki z tlenku glinu, poprawiając w ten sposób jej wydajność cięcia i trwałość. Ze względu na wysoką wydajność temperaturową i odporność na zużycie narzędzi z czystego tlenku glinu, ale niską wytrzymałość na zginanie i słabą odporność na uderzenia, są one coraz częściej zastępowane przez różne kompozytowe narzędzia ceramiczne z tlenku glinu.

② Kompozytowy frez ceramiczny z tlenku glinu

W ceramice kompozytowej istnieje kilka kierunków kompozytowych: narzędzia ceramiczne z tlenku glinu i węglików spiekanych, narzędzia ceramiczne z tlenku glinu i węglików spiekanych, narzędzia ceramiczne z tlenku glinu, azotku lub borku itp. Na przykład, narzędzia ceramiczne z tlenku glinu i węglika, dodając niektóre węgliki (TiC, WC, TaC, NbC, Mo, C, Cr, C2 itp.) do tlenku glinu mogą poprawić jego wytrzymałość, odporność na zużycie i udarność, a także wydajność w wysokich temperaturach, wśród dodatków, TiC ma największe zastosowanie. W porównaniu z czystą ceramiką z tlenku glinu, wytrzymałość na zginanie ceramiki kompozytowej z tlenku glinu i węglika jest lepsza niż czystej ceramiki z tlenku glinu w temperaturze pokojowej lub w wysokiej temperaturze. . To narzędzie kompozytowe nadaje się do szybkiej obróbki zgrubnej i wykańczającej materiałów trudnoobrabialnych, takich jak żeliwo odporne na zużycie, stal hartowana i stal o wysokiej wytrzymałości.

Narzędzie ceramiczne z hartowanego tlenku glinu

Hartowane narzędzia ceramiczne z tlenku glinu odnoszą się do dodawania materiałów hartujących lub wzmacniających do matrycy z tlenku glinu. Obecnie powszechnie stosowane metody hartowania obejmują: hartowanie z przemianą fazową Zr02, hartowanie wiskerowe i hartowanie z dyspersją cząstek drugiej fazy.

2. Przemysł

Obecnie istnieje wiele rodzajów zaworów przemysłowych. Powszechnie stosowanymi zaworami w przemyśle tlenku glinu są zawory grzybkowe, zasuwy, zawory kulowe itp.

Zawór kulowy: Główną cechą zaworu kulowego jest jego zwarta konstrukcja, niezawodne uszczelnienie, prosta budowa i wygodna konserwacja. Powierzchnia uszczelniająca i powierzchnia kulista są zawsze w stanie zamkniętym, co nie jest łatwe do erozji przez medium. Jest łatwy w obsłudze i konserwacji. Nadaje się do wody, rozpuszczalnika, kwasu i gazu ziemnego Ogólne media robocze, ale nadają się również do mediów o trudnych warunkach pracy, takich jak tlen, nadtlenek wodoru, metan i etylen itp. są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu.

Zawór kurkowy: Jest szeroko stosowany w eksploatacji pól naftowych, sprzęcie transportowym i rafineryjnym, a także szeroko stosowany w przemyśle petrochemicznym, chemicznym, gazowym, gazie ziemnym, skroplonym gazie ropopochodnym, przemyśle HVAC i przemyśle ogólnym.

Zasuwa, zawór odcinający: mogą być szeroko stosowane jako urządzenia regulujące i przechwytujące na rurociągach wody wodociągowej, ścieków, budownictwa, ropy naftowej, przemysłu chemicznego, żywności, medycyny, tekstyliów, energii elektrycznej, przemysłu stoczniowego, metalurgii, systemu energetycznego itp.

3. Elektronika i elektryczność

Jeśli chodzi o elektronikę i elektryczność, istnieją różne ceramiczne płyty bazowe z tlenku glinu, podłoża, membrany ceramiczne, przezroczysta ceramika i różne ceramiczne izolacje elektryczne z tlenku glinu, materiały elektroniczne, materiały magnetyczne itp.

4. Przemysł chemiczny

W zastosowaniach chemicznych ceramika z tlenku glinu ma również szeroki zakres zastosowań, takich jak ceramiczne kulki wypełniające z tlenku glinu, nieorganiczne membrany mikrofiltracyjne i powłoki odporne na korozję. Wśród nich membrany i powłoki ceramiczne z tlenku glinu są najczęściej badane i stosowane.

Membrana ceramiczna z tlenku glinu:

Membrany dzielą się na organiczne membrany polimerowe i membrany nieorganiczne. Od lat 80. badania i rozwój membran ceramicznych z tlenku glinu, zwłaszcza porowatych membran ceramicznych z tlenku glinu, zostały znacznie ulepszone. Zajmuje ważną pozycję. Membrany ceramiczne z tlenku glinu mają wiele zastosowań w oczyszczaniu wody przemysłowej, odsalaniu wody morskiej, separacji gazów i reakcjach katalitycznych. Dlatego też ceramiczne membrany nieorganiczne cieszą się coraz większym zainteresowaniem środowisk naukowych i technologicznych oraz przemysłu.

Powłoka z tlenku glinu:

Materiał ze stopu tytanu jest silnie utleniany w wysokiej temperaturze. Aby poprawić jego wydajność, powłoka z tlenku glinu może być powlekana na powierzchni materiału ze stopu tytanu, co może również poprawić odporność na korozję i odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze materiału ze stopu tytanu.

5. Aspekty medyczne

W medycynie tlenek glinu jest częściej wykorzystywany do produkcji sztucznych kości, sztucznych stawów, sztucznych zębów itp. Ceramika z tlenku glinu ma doskonałą biokompatybilność, obojętność biologiczną, stabilność fizyczną i chemiczną, wysoką twardość i wysoką odporność na zużycie i jest idealnym materiałem do przygotowania sztucznych kości i sztucznych stawów. Ma jednak te same wady, co inne materiały ceramiczne, takie jak wysoka kruchość, niska odporność na pękanie, wysoka trudność technologii obróbki i złożona technologia, dlatego potrzebne są dalsze badania i zastosowania.

6. Ceramika architektoniczna i sanitarna

W budownictwie ceramiki sanitarnej produkty ceramiczne z tlenku glinu można zobaczyć wszędzie, takie jak ceramiczne cegły okładzinowe z tlenku glinu, materiały ścierne, pałeczki, ceramiczne rury ochronne i materiały ogniotrwałe z tlenku glinu. Wśród nich najczęściej stosowane są środki do mielenia kulek z tlenku glinu. Kule mielące z tlenku glinu charakteryzują się odpowiednią twardością, umiarkowaną gęstością, odpornością na zużycie, odpornością na korozję i niską ceną. Dlatego większość surowców do produkcji ceramiki budowlanej i sanitarnej jest przetwarzana za pomocą kulek mielących z tlenku glinu.

7. Inne aspekty

Ceramika z tlenku glinu jest obecnie jednym z najczęściej badanych i szeroko stosowanych materiałów wśród nowych materiałów. Oprócz powyższych zastosowań, jest również szeroko stosowany w innych zaawansowanych technologicznie dziedzinach, takich jak lotnictwo, wysokotemperaturowe piece przemysłowe, wzmocnienie kompozytowe itp. .

Aerospace

Włókna na bazie tlenku glinu są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym, charakteryzując się wysoką wytrzymałością, odpornością na wysokie temperatury, odpornością na utlenianie, odpornością na korozję i wieloma innymi właściwościami. Tlenek glinu może być przetwarzany na włókna odporne na wysokie temperatury i stosowany w płytkach izolacyjnych i elastycznych materiałach izolacyjnych w promach kosmicznych. Włókna z tlenku glinu mogą być również wykorzystywane do wzmacniania materiałów kompozytowych na bazie metalu i ceramiki, a także są szeroko stosowane w dyszach w naddźwiękowych odrzutowcach i uszczelkach w silnikach rakietowych.

Wysokotemperaturowy piec przemysłowy

W dziedzinie wysokotemperaturowych pieców przemysłowych, krótkie materiały włókniste na bazie tlenku glinu są stosowane głównie jako materiały termoizolacyjne i ogniotrwałe, ponieważ mają zalety niskiej gęstości, dobrej izolacji cieplnej i małej pojemności cieplnej. Zalety te mogą nie tylko zmniejszyć wagę pieca wysokotemperaturowego, ale także sprawić, że kontrola temperatury pieca wysokotemperaturowego będzie dokładna, a tym samym bardziej energooszczędna.

Wzmocnienie kompozytowe

Kompozyty na osnowie metalowej wzmocnione włóknami tlenku glinu charakteryzują się dobrymi właściwościami mechanicznymi, wysoką odpornością na zużycie, niskim współczynnikiem rozszerzalności i wysoką twardością. Wynika to z dobrej zwilżalności i niskiej reakcji międzyfazowej między włóknem tlenku glinu a metalową matrycą. Materiały te zostały wykorzystane do produkcji tłoków samochodowych i łopatek sprężarek powietrza. Włókno tlenku glinu ma również dobre wiązanie z żywicą, dzięki czemu można je przygotować w materiał kompozytowy tlenek glinu/żywica, który ma cechy dużej elastyczności i wysokiej twardości i może być stosowany w przemyśle wytwórczym sprzętu sportowego, takiego jak wędki, kije golfowe, narty, rakiety tenisowe itp. .