Was ist der Hauptzweck von industrieller Aluminiumoxidkeramik?
Im weiten Feld der modernen Industrie spielt ein Material eine zentrale Rolle: die industrielle Aluminiumoxidkeramik. Als fortschrittliches Keramikmaterial, das hauptsächlich aus Aluminiumoxid (Al₂O∝) besteht, ist die industrielle Aluminiumoxidkeramik aufgrund einer Reihe herausragender Eigenschaften in vielen Branchen zu einem unverzichtbaren Schlüsselmaterial geworden.
Hervorragende Leistung schafft außergewöhnliche Qualität
Industrielle Aluminiumoxidkeramik weist viele bemerkenswerte Eigenschaften auf. Ihre Härte ist extrem hoch und erreicht mit einer Mohshärte von bis zu Stufe 9 nur noch die zweithärteste Härte von natürlichem Diamant. Diese Eigenschaft verleiht ihr eine hervorragende Verschleißfestigkeit. Tests zufolge entspricht ihre Verschleißfestigkeit dem 266-fachen von Manganstahl und dem 171,5-fachen von hochchromhaltigem Gusseisen. Sie kann auch in rauen Umgebungen mit hoher Reibung und Verschleiß eine gute Leistung erbringen und so die Lebensdauer der entsprechenden Geräte erheblich verlängern.
Auch hinsichtlich der Hochtemperaturbeständigkeit weisen industrielle Aluminiumoxidkeramiken eine hervorragende Leistung auf und halten Temperaturen von bis zu 1600 °C oder mehr stand. In solchen Hochtemperaturumgebungen behalten sie ihre stabilen physikalischen und chemischen Eigenschaften bei, ohne dass es zu Erweichung, Verformung oder anderen Problemen kommt. Gleichzeitig weisen sie eine gute chemische Stabilität und eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien wie Säuren und Basen auf. Sie bleiben in verschiedenen korrosiven Umgebungen stabil und korrodieren nicht so leicht.
Darüber hinaus sind industrielle Aluminiumoxidkeramiken hervorragende elektrische Isolatoren mit guten Isolationseigenschaften, die den Stromdurchfluss wirksam verhindern und den sicheren und stabilen Betrieb elektronischer Geräte gewährleisten können. Darüber hinaus ist ihre Dichte relativ gering und ihr Gewicht gering, was in einigen Anwendungsszenarien mit strengen Gewichtsanforderungen erhebliche Vorteile bietet.
Präzise Vorbereitung für hochwertige Materialien
Der Herstellungsprozess von industrieller Aluminiumoxidkeramik ist komplex und präzise. Es gibt verschiedene Formgebungsverfahren, darunter Trockenpressen, Verpressen, Extrudieren, kaltisostatisches Pressen, Spritzgießen, Foliengießen, Heißpressen und heißisostatisches Pressen. In den letzten Jahren wurden im In- und Ausland auch neue Formgebungsverfahren wie Filterpressen, Direktverfestigungs-Spritzgießen, Gel-Spritzgießen, Schleuderguss und Festkörper-Freiformen entwickelt. Produkte mit unterschiedlichen Formen, Größen, Komplexitäten und Präzisionsanforderungen erfordern den Einsatz unterschiedlicher Formgebungsverfahren. Beispielsweise eignet sich die Trockenpresstechnologie im Allgemeinen für Objekte mit einfachen Formen und einer Innenwandstärke von mehr als 1 mm und einem Längen-Durchmesser-Verhältnis von nicht mehr als 4:1; Vergussformen eignet sich für die Herstellung großer und komplex geformter Bauteile.
Der geformte Körper muss noch einen Sinterprozess durchlaufen, um den körnigen Keramikkörper zu verdichten und ein festes Material zu bilden. Das üblicherweise verwendete Heizgerät ist ein Elektroofen. Neben dem Sintern bei Atmosphärendruck gibt es auch Methoden wie das Heißpresssintern und das heißisostatische Presssintern. Beim heißisostatischen Presssintern wird Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck als Druckübertragungsmedium verwendet, was den Vorteil einer gleichmäßigen Erwärmung in alle Richtungen bietet und sich für die Herstellung komplex geformter Produkte eignet. Die dabei erzielten Materialeigenschaften sind 30–50 % besser als beim Kaltpresssintern und 10–15 % besser als beim allgemeinen Heißpresssintern. Darüber hinaus werden das Mikrowellensinterverfahren, das Lichtbogenplasmasinterverfahren und die selbstausbreitende Sintertechnologie entwickelt.
Weit verbreitete Anwendung zur Förderung der Branchenentwicklung
▶ In der Elektronik ist es ein unverzichtbares und wichtiges Material. Aluminiumoxidkeramiksubstrate weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit und elektrische Isolierung auf, was die Wärmeableitung des Chips effektiv unterstützt und gleichzeitig einen stabilen Betrieb der Schaltung gewährleistet. Im Leistungsverstärker von 5G-Basisstationen weist das ultradünne Substrat aus Aluminiumoxidkeramik eine fünfmal höhere Wärmeleitfähigkeit als herkömmliche Materialien auf. Dadurch kann die Chiptemperatur um 25 °C gesenkt, die Lebensdauer des Geräts deutlich verlängert und die Signalreichweite erweitert werden. Darüber hinaus ist hochreine Aluminiumoxidkeramik im Hohlraum von Halbleiterätzgeräten beständig gegen Plasmakorrosion und hat eine fünfmal längere Lebensdauer als Metallkomponenten, was eine zuverlässige Garantie für die Chipherstellung bietet.
▶ In der Maschinenbauindustrie wird Aluminiumoxidkeramik häufig zur Herstellung verschiedener verschleißfester Komponenten wie Lagern, Dichtungsringen, Ventilen und Schleifscheiben verwendet. Ihre hohe Härte und hervorragende Verschleißfestigkeit können die Lebensdauer dieser Komponenten deutlich verlängern und die Wartungskosten senken. Beispielsweise werden in Brechern von Bergbaumaschinen gezackte Auskleidungsplatten aus Aluminiumoxidkeramik verwendet. Im Vergleich zu herkömmlichen Manganstahl-Auskleidungsplatten müssen diese nicht nur deutlich seltener ausgetauscht werden, sondern es kommt auch zu keiner Verschmutzung des Erzes durch Ablagerungen, was die Aufbereitungsqualität von Goldminen verbessert.
▶ Die chemische Industrie ist auch ein wichtiges Anwendungsgebiet für industrielle Aluminiumoxidkeramik. Aufgrund ihrer hervorragenden chemischen Stabilität und Korrosionsbeständigkeit kann sie zur Herstellung korrosionsbeständiger chemischer Geräte wie Behälter, Rohrleitungen, Reaktoren usw. verwendet werden. Im Reaktionskessel einer bestimmten Chemieanlage wird Aluminiumoxidkeramik als Auskleidung verwendet. Die Edelstahl-Auskleidungsplatte, die alle sechs Monate ausgetauscht werden muss, ist auch nach drei Jahren noch in gutem Zustand, was die Produktionseffizienz erheblich verbessert und die Produktionskosten senkt.
▶Auch in der Luft- und Raumfahrt ist die Anwendung industrieller Aluminiumoxidkeramik von entscheidender Bedeutung. Ihr geringes Gewicht, ihre hohe Festigkeit und ihre hohe Temperaturbeständigkeit machen sie zur idealen Wahl für die Herstellung von Motorkomponenten, Raumfahrzeug-Isoliermaterialien und vielem mehr. Beispielsweise halten die in Raketentriebwerkskomponenten verwendeten Aluminiumoxidkeramik-Isolierfliesen hohen Temperaturen von 1600 °C stand und wiegen nur ein Drittel der Metallkomponenten. Dies reduziert das Gewicht von Raumfahrzeugen effektiv und verbessert die Leistung.
▶ Industrielle Aluminiumoxidkeramik verleiht der Entwicklung der modernen Industrie mit ihrer hervorragenden Leistung, ihrem präzisen Herstellungsprozess und ihren breiten Anwendungsbereichen starke Impulse. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie glauben wir, dass industrielle Aluminiumoxidkeramik ihren einzigartigen Charme in mehr Bereichen entfalten und eine größere Rolle bei der Förderung innovativer Entwicklungen in verschiedenen Branchen spielen wird.