Глиноземистая керамика имеет широкое применение. Как прецизионная промышленная керамика, она обладает рядом преимуществ в производительности. С непрерывным развитием науки и техники, глиноземистая керамика широко используется в различных областях, таких как химическая промышленность, машиностроение и биомедицина, и с улучшением производительности, его диапазон применения постепенно расширяется. Исследования свойств глинозема используются в производственной деятельности многих отраслей промышленности. Оба исследования имеют большое практическое значение.

1. Высокая механическая прочность

Прочность на изгиб спеченных изделий из глиноземистого фарфора может достигать 250 МПа, а изделий горячего прессования - 500 МПа. Чем чище глиноземный компонент, тем выше прочность. Прочность может сохраняться при высоких температурах до 900°C, как показано на рисунке ниже. Используя механическую прочность глиноземистого фарфора, из него можно изготавливать фарфор для приборов и другие механические компоненты. Твердость по шкале Мооса глиноземистой керамики может достигать 9, плюс она обладает отличной износостойкостью, поэтому широко используется в производстве ножей, шаровых кранов, шлифовальных кругов, керамических гвоздей, подшипников и т.д., среди которых глиноземистые керамические ножи и промышленные клапаны используются наиболее широко.

2. Высокое удельное сопротивление и хорошие показатели электроизоляции

Удельное сопротивление при комнатной температуре составляет 1015 Ом-см, а прочность изоляции - 15 кВ/мм. Используя его изоляцию и прочность, из него можно изготавливать подложки, розетки, свечи зажигания и оболочки цепей.

3. Высокая твердость

Твердость по шкале Мооса составляет 9 единиц, в сочетании с отличной износостойкостью, поэтому она широко используется для производства инструментов, шлифовальных кругов, абразивных материалов, вытяжных штампов, экструзионных штампов, подшипников и т.д. При использовании фрез из алюмооксидной керамики для обработки автомобильных двигателей и деталей самолетов можно добиться высокой точности при высоких скоростях резания.

4. Высокая температура плавления, антикоррозийная

Имея температуру плавления 2050°C, он хорошо противостоит эрозии расплавленных металлов, таких как Be, Sr, Ni, Al, V, Ta, Mn, Fe и Co. Он также обладает высокой устойчивостью к эрозии NaOH, стекла и шлака. Не взаимодействует с Si, P, Sb, Bi в инертной атмосфере. Поэтому его можно использовать в качестве огнеупорного материала, печной трубы, тигля для вытягивания стекла, полого шара, волокна, защитного кожуха термопары и т.д.

5. Отличная химическая стабильность

Многие сложные сульфиды, фосфиды, арсениды, хлориды, нитриды, бромиды, йодиды, оксиды, а также серная, соляная, азотная и фтористоводородная кислоты не взаимодействуют с глиноземом. Поэтому из глинозема можно получать чистый металл и тигли для выращивания монокристаллов, человеческие суставы, искусственные кости и т.д.

6. Оптические характеристики

Из него можно изготавливать светопропускающие материалы (прозрачный глиноземистый фарфор) для изготовления натриевых паровых ламп, обтекателей для микроволновых печей, инфракрасных окон, элементов лазерных колебаний и т.д.

7. Ионная проводимость

Используется в качестве материала для солнечных батарей и аккумуляторов.

Основные области применения алюмооксидной керамики

1. Механические аспекты

Фрезы из алюмооксидной керамики широко используются для резки твердых материалов, высокоскоростной резки стали, сверхвысокоскоростной резки и других сложных видов обработки благодаря высокой твердости, сильным высокотемпературным механическим свойствам, хорошей износостойкости, хорошей химической стабильности и нелегкому сцеплению с металлами. Резка материалов. Оптимальная скорость резания инструментов из алюмооксидной керамики выше, чем у обычных инструментов из цементированного карбида, что позволяет значительно повысить эффективность резания различных материалов.

① Фреза из чистого глинозема

Инструменты из чистой глиноземной керамики относятся к высокочистой глиноземной керамике, содержащей лишь небольшое количество других оксидов, а чистота глинозема составляет более 99%. В чистую глиноземистую керамику может быть добавлен диоксид циркония в качестве агломерата для повышения вязкости разрушения. При изготовлении керамических инструментов осуществляется эффективный контроль исходной чистоты и размера зерна, а другие компоненты добавляются, образуя две фазы или существуя в виде твердого раствора в матрице композитной керамики на основе глинозема и керамики, армированной вискерами. Эти технологии позволяют компенсировать недостатки чисто алюмооксидной керамики, тем самым повышая ее режущие свойства и долговечность. Благодаря высокотемпературным характеристикам и износостойкости инструментов из чистой глиноземистой керамики, но низкой прочности на изгиб и плохой ударопрочности, ее все чаще заменяют различные инструменты из композитной глиноземистой керамики.

② Фреза из композитной алюмокерамики

В композитной керамике существует несколько направлений композитов: глиноземно-карбидные керамические инструменты, глиноземно-карбидно-керметные инструменты, глиноземно-нитридные или боридные керамические инструменты и т.д. Например, глиноземно-карбидные керамические инструменты, добавление некоторых карбидов (TiC, WC, TaC, NbC, Mo, C, Cr, C2 и т.д.) к глинозему может улучшить его прочность, износостойкость и ударопрочность, а также высокотемпературные характеристики, среди добавок TiC имеет наибольшее применение. По сравнению с керамикой из чистого глинозема, прочность на изгиб композитной керамики из глинозема и карбида лучше, чем керамики из чистого глинозема при комнатной или высокой температуре. . Этот композитный инструмент подходит для высокоскоростной черновой и чистовой обработки труднообрабатываемых материалов, таких как износостойкий чугун, закаленная сталь и высокопрочная сталь.

③ Инструмент из закаленной алюмокерамики

Упрочнение глиноземистого керамического инструмента означает добавление в глиноземистую матрицу упрочняющих или армирующих материалов. В настоящее время широко используются такие методы упрочнения, как: упрочнение фазовыми превращениями Zr02, упрочнение вискерами и упрочнение дисперсией частиц второй фазы.

2. Промышленность

В настоящее время существует множество типов промышленных клапанов. В глиноземной промышленности обычно используются запорные клапаны, задвижки, шаровые краны, шаровые краны и т.д.

Шаровой кран: Главной особенностью шарового крана является его компактная структура, надежное уплотнение, простота конструкции и удобство обслуживания. Уплотнительная поверхность и сферическая поверхность всегда находятся в закрытом состоянии, которое нелегко разъедается средой. Он прост в эксплуатации и обслуживании. Он подходит для воды, растворителя, кислоты и природного газа Общие рабочие среды, а также подходит для сред с жесткими условиями работы, таких как кислород, перекись водорода, метан и этилен, и т.д., широко используются в различных отраслях промышленности.

Клапан с петухом: Он широко используется в нефтепромысловом, транспортном и нефтеперерабатывающем оборудовании, а также широко применяется в нефтехимической, химической, газовой, природной промышленности, сжиженном нефтяном газе, HVAC промышленности и общей промышленности.

Задвижка, запорная арматура: широко используется в качестве регулирующих и перехватывающих устройств на трубопроводах водопроводной, канализационной, строительной, нефтяной, химической, пищевой, медицинской, текстильной, электроэнергетической, судостроительной, металлургической, энергетической систем и т.д.

3. Электроника и электричество

С точки зрения электроники и электричества, существуют различные глиноземистые керамические основы, подложки, керамические мембраны, прозрачная керамика, а также различные глиноземистые электроизоляционные керамики, электронные материалы, магнитные материалы и т.д., среди которых глиноземистые прозрачные керамики и подложки используются наиболее широко.

4. Химическая промышленность

В химической промышленности глиноземистая керамика также имеет широкий спектр применения, например, глиноземистые керамические шарики с химическими наполнителями, неорганические микрофильтрационные мембраны и антикоррозионные покрытия. Среди них наиболее изученными и применяемыми являются алюмокерамические мембраны и покрытия.

① Алюмокерамическая мембрана:

Мембраны подразделяются на органические полимерные мембраны и неорганические мембраны. С 1980-х годов исследования и разработки глиноземных керамических мембран, особенно пористых глиноземных керамических мембран, были значительно улучшены. Занимает важное место. Алюмокерамические мембраны имеют большое количество применений в очистке промышленной воды, опреснении морской воды, разделении газов и каталитических реакциях. Поэтому керамическим неорганическим мембранам уделяется все больше внимания со стороны научно-технических кругов и промышленности.

② Алюминиевое покрытие:

Материал из титанового сплава сильно окисляется при высокой температуре. Чтобы улучшить его характеристики, на поверхность титанового сплава можно нанести покрытие из оксида алюминия, которое также может улучшить коррозионную стойкость и стойкость к высокотемпературному окислению титанового сплава.

5. Медицинские аспекты

В медицине глинозем чаще всего используется для изготовления искусственных костей, искусственных суставов, искусственных зубов и так далее. Глиноземистая керамика обладает отличной биосовместимостью, биологической инертностью, физической и химической стабильностью, высокой твердостью и износостойкостью, и является идеальным материалом для изготовления искусственных костей и искусственных суставов. Однако она имеет те же недостатки, что и другие керамические материалы, такие как высокая хрупкость, низкая вязкость разрушения, высокая сложность технологии обработки и сложная технология, поэтому необходимы дальнейшие исследования и применение.

6. Архитектурная и санитарная керамика

В строительной санитарной керамике изделия из глиноземистой керамики можно увидеть повсюду, например, глиноземистые керамические футеровочные кирпичи, шлифовальные материалы, палочки, керамические защитные трубки и глиноземистые огнеупорные материалы. Среди них наиболее широко используется глиноземный шаровой размольный материал. Глиноземистый шаровой размольный материал обладает такими характеристиками, как подходящая твердость, умеренная плотность, износостойкость, коррозионная стойкость и низкая цена. Поэтому большинство сырья для строительной и санитарной керамики обрабатывается глиноземными шаровыми размольными материалами.

7. Другие аспекты

Глиноземистая керамика в настоящее время является одним из наиболее изученных и широко используемых материалов среди новых материалов. Помимо вышеперечисленных областей применения, она также широко используется в других высокотехнологичных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, высокотемпературные промышленные печи, усиление композитов и т.д. .

①Аэрокосмическая промышленность

Волокна на основе глинозема широко используются в аэрокосмической промышленности, они обладают высокой прочностью, термостойкостью, устойчивостью к окислению, коррозии и многими другими свойствами. Из глинозема можно получать высокотемпературные термостойкие волокна и использовать их в изоляционных плитках и гибких изоляционных материалах на космических кораблях. Кроме того, глиноземное волокно может использоваться для армирования композитных материалов на основе металла и керамики, а также широко применяется в соплах сверхзвуковых реактивных самолетов и прокладках ракетных двигателей.

② Высокотемпературная промышленная печь

В области высокотемпературных промышленных печей коротковолокнистые материалы на основе глинозема в основном используются в качестве теплосохраняющих и огнеупорных материалов, поскольку они обладают такими преимуществами, как низкая плотность, хорошая теплоизоляция и малая теплоемкость. Эти преимущества позволяют не только уменьшить вес высокотемпературной печи, но и сделать температурный контроль высокотемпературной печи точным, а значит, более энергосберегающим.

③Композитная арматура

Металломатричные композиты, армированные алюмооксидными волокнами, обладают такими характеристиками, как хорошие механические свойства, высокая износостойкость, низкий коэффициент расширения и высокая твердость. Это объясняется хорошей смачиваемостью и низкой реакцией на границе раздела между глиноземным волокном и металлической матрицей. Эти материалы используются при производстве автомобильных поршней и лопаток воздушных компрессоров. Глиноземное волокно также имеет хорошую связь со смолой, поэтому оно может быть подготовлено в композитный материал глинозем/смола, который имеет характеристики большой эластичности и высокой твердости, и может быть использован в производстве спортивного оборудования, такого как удочки, клюшки для гольфа, лыжи, теннисные ракетки и т.д. .