Primjena α-alumine u novimaluminijeva keramika
Iako postoji mnogo vrsta novih keramičkih materijala, oni se grubo mogu podijeliti u tri kategorije prema njihovim funkcijama i namjeni: funkcionalna keramika (poznata i kao elektronička keramika), strukturna keramika (poznata i kao inženjerska keramika) i biokeramika. Prema različitim korištenim sirovinama, mogu se podijeliti na oksidnu keramiku, nitridnu keramiku, boridnu keramiku, karbidnu keramiku i metalnu keramiku. Među njima, aluminijeva keramika je vrlo važna, a njezina sirovina je prah α-aluminevog oksida različitih specifikacija.
α-alumina se široko koristi u proizvodnji raznih novih keramičkih materijala zbog svoje visoke čvrstoće, visoke tvrdoće, otpornosti na visoke temperature, otpornosti na habanje i drugih izvrsnih svojstava. Nije samo praškasta sirovina za naprednu aluminijevu keramiku kao što su podloge integriranih krugova, umjetno drago kamenje, alati za rezanje, umjetne kosti itd., već se može koristiti i kao nosač fosfora, napredni vatrostalni materijali, posebni materijali za brušenje itd. Razvojem moderne znanosti i tehnologije, područje primjene α-alumine se brzo širi, a potražnja na tržištu također raste, a njegovi izgledi su vrlo široki.
Primjena α-alumine u funkcionalnoj keramici
Funkcionalna keramikaodnose se na naprednu keramiku koja koristi svoja električna, magnetska, akustična, optička, toplinska i druga svojstva ili svoje efekte spajanja kako bi postigla određenu funkciju. Imaju višestruka električna svojstva kao što su izolacija, dielektrična, piezoelektrična, termoelektrična, poluvodička, ionska vodljivost i supravodljivost, pa imaju mnoge funkcije i izuzetno široku primjenu. Trenutno su glavne koje su se uvelike praktično koristile izolacijska keramika za podloge i pakiranje integriranih krugova, izolacijska keramika za automobilske svjećice, dielektrična keramika za kondenzatore koja se široko koristi u televizorima i videorekorderima, piezoelektrična keramika s višestrukom namjenom i osjetljiva keramika za razne senzore. Osim toga, koriste se i za visokotlačne natrijeve svjetleće cijevi.
1. Izolacijska keramika za svjećice
Izolacijska keramika za svjećice trenutno je jedina najveća primjena keramike u motorima. Budući da aluminijev oksid ima izvrsnu električnu izolaciju, visoku mehaničku čvrstoću, otpornost na visoki tlak i otpornost na toplinske udare, izolacijske svjećice od aluminijevog oksida široko se koriste u svijetu. Zahtjevi za α-aluminijev oksid za svjećice su obični mikroprahovi α-aluminevog oksida s niskim udjelom natrija, u kojima je sadržaj natrijevog oksida ≤0,05%, a prosječna veličina čestica je 325 mesh.
2. Supstrati integriranih krugova i materijali za pakiranje
Keramika koja se koristi kao supstratni materijali i materijali za pakiranje superiornija je plastici u sljedećim aspektima: visoka izolacijska otpornost, visoka kemijska otpornost na koroziju, visoko brtvljenje, sprječavanje prodiranja vlage, nedostatak reaktivnosti i odsutnost onečišćenja ultračistog poluvodičkog silicija. Svojstva α-aluminevog oksida potrebna za supstrate integriranih krugova i materijale za pakiranje su: koeficijent toplinskog širenja 7,0 × 10⁻⁶/℃, toplinska vodljivost 20-30 W/K·m (sobna temperatura), dielektrična konstanta 9-12 (IMMHz), dielektrični gubici 3~10⁻⁴ (IMMHz), volumski otpor >1012-1014Ω·cm (sobna temperatura).
S visokim performansama i visokom integracijom integriranih krugova, postavljaju se stroži zahtjevi za podloge i materijale za pakiranje:
Kako se povećava stvaranje topline čipa, potrebna je veća toplinska vodljivost.
S velikom brzinom računalnog elementa potrebna je niska dielektrična konstanta.
Koeficijent toplinskog širenja mora biti blizu silicija. To postavlja veće zahtjeve na α-aluminij, odnosno razvija se u smjeru visoke čistoće i finoće.
3. Visokotlačna natrijeva svjetleća lampa
Fina keramikaIzrađeni od visokočistog ultrafinog aluminijevog oksida kao sirovine imaju karakteristike otpornosti na visoke temperature, otpornosti na koroziju, dobre izolacije, visoke čvrstoće itd., te su izvrstan optički keramički materijal. Prozirni polikristalni materijal izrađen od visokočistog aluminijevog oksida s malom količinom aditiva magnezijevog oksida, iridijevog oksida ili iridijevog oksida, te izrađen atmosferskim sinteriranjem i vrućim prešanjem sinteriranja, može izdržati koroziju natrijeve pare visoke temperature i može se koristiti kao visokotlačne natrijeve svjetiljke s visokom učinkovitošću osvjetljenja.
Primjena α-alumine u konstrukcijskoj keramici
Kao anorganski biomedicinski materijali, biokeramički materijali nemaju toksičnih nuspojava u usporedbi s metalnim materijalima i polimernim materijalima te imaju dobru biokompatibilnost i otpornost na koroziju s biološkim tkivima. Ljudi ih sve više cijene. Istraživanje i klinička primjena biokeramičkih materijala razvili su se od kratkotrajne zamjene i punjenja do trajne i čvrste implantacije, te od biološki inertnih materijala do biološki aktivnih materijala i višefaznih kompozitnih materijala.
Posljednjih godina, poroznealuminijeva keramikakorišteni su za izradu umjetnih skeletnih zglobova, umjetnih koljenskih zglobova, umjetnih glava bedrene kosti, drugih umjetnih kostiju, umjetnih korijena zuba, vijaka za fiksaciju kostiju i popravaka rožnice zbog svoje kemijske otpornosti na koroziju, otpornosti na habanje, dobre stabilnosti na visokim temperaturama i termoelektričnih svojstava. Metoda za kontrolu veličine pora tijekom pripreme porozne aluminijeve keramike je miješanje čestica aluminijevog oksida različitih veličina čestica, impregnacija pjenom i sušenje raspršivanjem čestica. Aluminijske ploče također se mogu anodizirati kako bi se dobile usmjerene nano-skalne mikroporozne pore tipa kanala.