Mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken beziehen sich aufAluminiumoxidkeramikWerkstoffe, die hochreines α-Al₂O₃-Pulver als Hauptrohstoff verwenden, werden mittels keramischer Verarbeitungstechniken hergestellt. Die Korngröße der kristallinen Phase dieser Werkstoffe beträgt weniger als 6 μm, wobei Korund die Hauptkristallphase darstellt.
Mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken werden üblicherweise in zwei Typen unterteilt: hochreine und gewöhnliche Keramik.
Hochreine mikrokristalline Aluminiumoxidkeramik
Hochreines mikrokristallinesAluminiumoxidkeramikAluminiumoxid-Keramikwerkstoffe mit einem Al₂O₃-Gehalt von über 99,9 % zeichnen sich durch Sintertemperaturen von 1650 bis 1990 °C und einen Transmissionsbereich von 1 bis 6 μm aus. Aufgrund ihrer Lichtdurchlässigkeit, Beständigkeit gegenüber Alkalimetallkorrosion und weiterer Eigenschaften werden sie häufig als Lampenröhre für Hochdruck-Natriumdampflampen verwendet.
Gewöhnliche mikrokristalline Aluminiumoxidkeramik
Gewöhnliche mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken lassen sich anhand ihres Al₂O₃-Gehalts in verschiedene Sorten wie 99-Porzellan, 95-Porzellan, 92-Porzellan, 90-Porzellan, 85-Porzellan usw. unterteilen (manchmal werden auch solche mit einem Al₂O₃-Gehalt von 80 % oder 75 % als gewöhnliches Aluminiumoxid klassifiziert). 99-Porzellankeramik wird häufig zur Herstellung von Hochtemperaturtiegeln, feuerfesten Ofenrohren und anderen verschleißfesten Spezialwerkstoffen (wie Keramiklagern, Keramikdichtungen und Wasserventilplatten) verwendet. In der Elektronikindustrie dient sie als Substrat für integrierte Schaltungen und als Hochfrequenz-Isoliermaterial. In der chemischen Industrie wird sie häufig als Katalysatorträger eingesetzt. 95-Porzellan, 92-Porzellan und 90-Porzellankeramik werden hauptsächlich als korrosions- und verschleißfeste Werkstoffe und Bauteile verwendet. Da ein Teil des Talkums häufig in 85er Porzellan eingearbeitet wird, werden dessen elektrische Eigenschaften und mechanische Festigkeit verbessert. Es kann mit Metallen wie Niob und Tantal versiegelt werden und wird unter anderem für elektrovakuumtechnische Geräte verwendet.
Anwendungsgebiete von mikrokristalliner Aluminiumoxidkeramik
01. Weiterverarbeitungsindustrie für nichtmetallische Mineralien
Weltweit werden derzeit jährlich Milliarden Tonnen nichtmetallischer Mineralien zerkleinert und gemahlen, was einen hohen Bedarf an mikrokristallinen Aluminiumoxid-Keramikmahlkörpern und anderen Mahlkörpern mit sich bringt. Aufgrund der hervorragenden Verschleißfestigkeit mikrokristalliner Aluminiumoxid-Keramikmahlkörper und der hohen Anforderungen an hochwertige Keramikprodukte für Mahlkörper ist es absehbar, dass diese zukünftig andere Mahlkörper zunehmend ersetzen werden.
02. Im Bereich der Elektronik
Mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken zeichnen sich durch hervorragende Isolationseigenschaften und thermische Stabilität aus. Daher finden sie breite Anwendung in der Elektronik- und Elektrogeräteindustrie, beispielsweise zur Herstellung von elektronischen Bauteilen, Leiterplatten und Halbleitergehäusen. Mit der rasanten Entwicklung der chinesischen Elektronikindustrie, insbesondere der Mikroelektronikindustrie, steigt der Bedarf an Aluminiumoxidkeramiksubstraten stetig.
03. Petrochemische Industrie
Mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken, insbesondere solche mit einem Aluminiumoxidgehalt von über 97 %, finden typische Anwendungen in der Öl- und Erdgasbohrtechnik, beispielsweise als Düsen, Ventilsitze, Regelvorrichtungen, Pumpenarmaturen, Bohrmeißelarmaturen usw. Sie funktionieren einwandfrei in Umgebungen mit hohem Druck und starken Vibrationen sowie selbst in Gegenwart von Säuren und Laugen.
04. Militärfeld
Mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken finden vielfältige Anwendungen im militärischen Bereich, beispielsweise als kugelsichere Panzerung für Flugzeuge, Fahrzeuge und Personen. Sowohl im In- als auch im Ausland gelten hochreine mikrokristalline Aluminiumoxidkeramiken als bevorzugtes Keramikmaterial für Hochtemperaturkonstruktionen, und es werden sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt.
05. Im Bereich der Kohlekraftwerke
Mikrokristalline Aluminiumoxidsteine und -platten werden erfolgreich als Auskleidung für Anlagen zur Kohleverbrennung eingesetzt. Dieses Auskleidungsmaterial dient der Hochgeschwindigkeitszufuhr von Kohlenstaubpartikeln, der Brennerbestückung sowie der Behandlung von Flugasche und Rückständen. Die bei der Kohleverbrennung entstehende Flugasche enthält einen relativ hohen Anteil an Quarz, verschiedenen Mineralien und Schlackenbestandteilen. Ihre Abriebfestigkeit ist sogar höher als die von Kohlepartikeln. Aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzung der Flugasche schwankt der pH-Wert des Mörtels stark (zwischen 2,5 und 12), was auf eine hohe Korrosivität hinweist. Daher eignen sich mikrokristalline Aluminiumoxidprodukte ideal als Auskleidungsmaterial für Anlagen zur Kohleverbrennung.
Zusammenfassung
Aufgrund ihrer Eigenschaften und Anwendungsgebiete erfreuen sich mikrokristalline Aluminiumoxid-Keramiken großer Beliebtheit in der Keramikmahlkörperindustrie. Angesichts des ambitionierten Ziels der Klimaneutralität sind die Standardisierung und der Ausbau der Aluminiumoxid-Keramikmahlindustrie unausweichlich und werden dem Markt für mikrokristalline Aluminiumoxid-Mahlkörper neue Chancen eröffnen.
