Anvendelse av α-alumina i nyealumina keramikk
Selv om det finnes mange varianter av nye keramiske materialer, kan de grovt sett deles inn i tre kategorier i henhold til deres funksjoner og bruk: funksjonell keramikk (også kjent som elektronisk keramikk), strukturell keramikk (også kjent som ingeniørkeramikk) og biokeramikk. I henhold til de ulike råmaterialekomponentene som brukes, kan de deles inn i oksidkeramikk, nitridkeramikk, boridkeramikk, karbidkeramikk og metallkeramikk. Blant disse er aluminakeramikk svært viktig, og råmaterialet er α-aluminapulver med forskjellige spesifikasjoner.
α-alumina er mye brukt i produksjonen av en rekke nye keramiske materialer på grunn av sin høye styrke, høye hardhet, høye temperaturbestandighet, slitestyrke og andre utmerkede egenskaper. Det er ikke bare et pulverråmateriale for avanserte alumina-keramiske materialer som integrerte kretssubstrater, kunstige edelstener, skjæreverktøy, kunstige bein, etc., men kan også brukes som fosforbærer, avanserte ildfaste materialer, spesielle slipematerialer, etc. Med utviklingen av moderne vitenskap og teknologi ekspanderer bruksområdet til α-alumina raskt, og markedsetterspørselen øker også, og utsiktene er svært brede.
Anvendelse av α-alumina i funksjonell keramikk
Funksjonell keramikkrefererer til avanserte keramikkmaterialer som bruker sine elektriske, magnetiske, akustiske, optiske, termiske og andre egenskaper eller sine koblingseffekter for å oppnå en bestemt funksjon. De har flere elektriske egenskaper som isolasjon, dielektrisk, piezoelektrisk, termoelektrisk, halvleder, ioneledningsevne og superledningsevne, så de har mange funksjoner og ekstremt brede bruksområder. For tiden er de viktigste som har blitt tatt i praktisk bruk i stor skala isolerende keramikk for integrerte kretssubstrater og emballasje, isolerende keramikk for tennplugger i biler, dielektrisk keramikk for kondensatorer som er mye brukt i TV-er og videoopptakere, piezoelektrisk keramikk med flere bruksområder og sensitiv keramikk for ulike sensorer. I tillegg brukes de også til lysrør for høytrykksnatriumlamper.
1. Tennpluggisolerende keramikk
Tennpluggisolerende keramikk er for tiden den eneste største bruksområdet for keramikk i motorer. Fordi alumina har utmerket elektrisk isolasjon, høy mekanisk styrke, høy trykkmotstand og termisk sjokkmotstand, er aluminaisolerende tennplugger mye brukt i verden. Kravene til α-alumina for tennplugger er vanlige lavnatrium α-alumina mikropulver, der natriumoksidinnholdet er ≤0,05 % og den gjennomsnittlige partikkelstørrelsen er 325 mesh.
2. Integrerte kretssubstrater og emballasjematerialer
Keramikk brukt som substratmaterialer og emballasjematerialer er overlegen plast på følgende måter: høy isolasjonsmotstand, høy kjemisk korrosjonsmotstand, høy forsegling, forebygging av fuktinntrengning, ingen reaktivitet og ingen forurensning av ultrarent halvledersilisium. Egenskapene til α-alumina som kreves for integrerte kretssubstrater og emballasjematerialer er: termisk utvidelseskoeffisient 7,0 × 10⁻⁶/℃, termisk ledningsevne 20–30 W/K·m (romtemperatur), dielektrisk konstant 9–12 (IMHZ), dielektrisk tap 3–10⁻⁴ (IMHZ), volumresistivitet > 10⁻¹⁹–10⁻¹Ω·cm (romtemperatur).
Med den høye ytelsen og høye integrasjonen til integrerte kretser stilles det strengere krav til substrater og emballasjematerialer:
Etter hvert som varmeutviklingen til brikken øker, kreves det høyere varmeledningsevne.
Med den høye hastigheten til beregningselementet kreves en lav dielektrisk konstant.
Den termiske ekspansjonskoeffisienten må være nær silisium. Dette stiller høyere krav til α-alumina, det vil si at den utvikler seg i retning av høy renhet og finhet.
3. Høytrykksnatriumlyslampe
Fin keramikkLaget av ultrafin alumina med høy renhet som råmateriale har egenskaper som høy temperaturbestandighet, korrosjonsbestandighet, god isolasjon, høy styrke, etc., og er et utmerket optisk keramisk materiale. Gjennomsiktig polykrystallinsk laget av alumina med høy renhet med en liten mengde magnesiumoksid, iridiumoksid eller iridiumoksidtilsetningsstoffer, og laget ved atmosfæresintring og varmpressing, kan motstå korrosjon av natriumdamp ved høy temperatur og kan brukes som høytrykksnatriumlysemitterende lamper med høy lyseffektivitet.
Anvendelse av α-alumina i strukturell keramikk
Som uorganiske biomedisinske materialer har biokeramiske materialer ingen toksiske bivirkninger sammenlignet med metallmaterialer og polymermaterialer, og har god biokompatibilitet og korrosjonsbestandighet med biologisk vev. De har blitt stadig mer verdsatt av folk. Forskning og klinisk anvendelse av biokeramiske materialer har utviklet seg fra kortsiktig erstatning og fylling til permanent og fast implantasjon, og fra biologiske inerte materialer til biologisk aktive materialer og flerfasekomposittmaterialer.
I de senere årene, porøsalumina keramikkhar blitt brukt til å lage kunstige skjelettledd, kunstige kneledd, kunstige lårbenshoder, andre kunstige bein, kunstige tannrøtter, beinfikseringsskruer og hornhinnereparasjoner på grunn av deres kjemiske korrosjonsbestandighet, slitestyrke, gode høytemperaturstabilitet og termoelektriske egenskaper. Metoden for å kontrollere porestørrelsen under fremstillingen av porøs alumina-keramikk er å blande alumina-partikler av forskjellige partikkelstørrelser, skumimpregnere og spraytørke partiklene. Aluminiumsplater kan også anodiseres for å produsere retningsbestemte nanoskala mikroporøse kanallignende porer.