Εφαρμογή της α-αλουμίνας σε νέακεραμικά αλουμίνας
Παρόλο που υπάρχουν πολλές ποικιλίες νέων κεραμικών υλικών, μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με τις λειτουργίες και τις χρήσεις τους: λειτουργικά κεραμικά (γνωστά και ως ηλεκτρονικά κεραμικά), δομικά κεραμικά (γνωστά και ως μηχανικά κεραμικά) και βιοκεραμικά. Ανάλογα με τα διάφορα συστατικά πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται, μπορούν να χωριστούν σε κεραμικά οξειδίων, κεραμικά νιτριδίων, κεραμικά βοριδίων, κεραμικά καρβιδίων και μεταλλοκεραμικά. Μεταξύ αυτών, τα κεραμικά αλουμίνας είναι πολύ σημαντικά, και η πρώτη ύλη τους είναι η σκόνη α-αλουμίνας διαφόρων προδιαγραφών.
Η α-αλουμίνα χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή διαφόρων νέων κεραμικών υλικών λόγω της υψηλής αντοχής, της υψηλής σκληρότητας, της αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες, της αντοχής στη φθορά και άλλων εξαιρετικών ιδιοτήτων της. Δεν είναι μόνο μια πρώτη ύλη σε σκόνη για προηγμένα κεραμικά αλουμίνας, όπως υποστρώματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τεχνητά πετράδια, εργαλεία κοπής, τεχνητά οστά κ.λπ., αλλά μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως φορέας φωσφόρου, προηγμένα πυρίμαχα υλικά, ειδικά υλικά λείανσης κ.λπ. Με την ανάπτυξη της σύγχρονης επιστήμης και τεχνολογίας, το πεδίο εφαρμογής της α-αλουμίνας επεκτείνεται ραγδαία και η ζήτηση της αγοράς αυξάνεται επίσης και οι προοπτικές της είναι πολύ ευρείες.
Εφαρμογή α-αλουμίνας σε λειτουργικά κεραμικά
Λειτουργική κεραμικήΑναφέρονται σε προηγμένα κεραμικά που χρησιμοποιούν τις ηλεκτρικές, μαγνητικές, ακουστικές, οπτικές, θερμικές και άλλες ιδιότητές τους ή τα φαινόμενα σύζευξής τους για να επιτύχουν μια συγκεκριμένη λειτουργία. Έχουν πολλαπλές ηλεκτρικές ιδιότητες όπως μονωτική, διηλεκτρική, πιεζοηλεκτρική, θερμοηλεκτρική, ημιαγωγική, ιοντική αγωγιμότητα και υπεραγωγιμότητα, επομένως έχουν πολλές λειτουργίες και εξαιρετικά ευρείες εφαρμογές. Προς το παρόν, τα κύρια που έχουν τεθεί σε πρακτική χρήση σε μεγάλη κλίμακα είναι τα μονωτικά κεραμικά για υποστρώματα και συσκευασίες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τα μονωτικά κεραμικά μπουζί αυτοκινήτων, τα διηλεκτρικά κεραμικά πυκνωτών που χρησιμοποιούνται ευρέως σε τηλεοράσεις και συσκευές εγγραφής βίντεο, τα πιεζοηλεκτρικά κεραμικά με πολλαπλές χρήσεις και τα ευαίσθητα κεραμικά για διάφορους αισθητήρες. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται επίσης για λυχνίες εκπομπής φωτός λαμπτήρων νατρίου υψηλής πίεσης.
1. Μονωτικά κεραμικά μπουζί
Τα μονωτικά κεραμικά για μπουζί αποτελούν σήμερα τη μόνη μεγαλύτερη εφαρμογή κεραμικών σε κινητήρες. Επειδή η αλουμίνα έχει εξαιρετική ηλεκτρική μόνωση, υψηλή μηχανική αντοχή, αντοχή σε υψηλή πίεση και αντοχή σε θερμικά σοκ, τα μονωτικά μπουζί αλουμίνας χρησιμοποιούνται ευρέως στον κόσμο. Οι απαιτήσεις για την α-αλουμίνα για μπουζί είναι οι συνηθισμένες μικροσκόνες α-αλουμίνας χαμηλής περιεκτικότητας σε νάτριο, στις οποίες η περιεκτικότητα σε οξείδιο του νατρίου είναι ≤0,05% και το μέσο μέγεθος σωματιδίων είναι 325 mesh.
2. Υποστρώματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και υλικά συσκευασίας
Τα κεραμικά που χρησιμοποιούνται ως υλικά υποστρώματος και συσκευασίας είναι ανώτερα από τα πλαστικά στις ακόλουθες πτυχές: υψηλή αντοχή στη μόνωση, υψηλή αντοχή στη χημική διάβρωση, υψηλή στεγανοποίηση, πρόληψη διείσδυσης υγρασίας, μη αντιδραστικότητα και μη ρύπανση από το υπερκαθαρό ημιαγωγικό πυρίτιο. Οι ιδιότητες της α-αλουμίνας που απαιτούνται για υποστρώματα ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και υλικά συσκευασίας είναι: συντελεστής θερμικής διαστολής 7,0×10-6/℃, θερμική αγωγιμότητα 20-30W/K·m (θερμοκρασία δωματίου), διηλεκτρική σταθερά 9-12 (IMHZ), διηλεκτρική απώλεια 3~10-4 (IMHZ), ειδική αντίσταση όγκου>1012-1014Ω·cm (θερμοκρασία δωματίου).
Με την υψηλή απόδοση και την υψηλή ενσωμάτωση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τίθενται αυστηρότερες απαιτήσεις για τα υποστρώματα και τα υλικά συσκευασίας:
Καθώς αυξάνεται η παραγωγή θερμότητας από το τσιπ, απαιτείται υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα.
Με την υψηλή ταχύτητα του υπολογιστικού στοιχείου, απαιτείται χαμηλή διηλεκτρική σταθερά.
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής πρέπει να είναι κοντά στο πυρίτιο. Αυτό θέτει υψηλότερες απαιτήσεις στην α-αλουμίνα, δηλαδή, αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση της υψηλής καθαρότητας και λεπτότητας.
3. Λαμπτήρας εκπομπής φωτός νατρίου υψηλής πίεσης
Εκλεκτά κεραμικάΚατασκευασμένα από εξαιρετικά λεπτή αλουμίνα υψηλής καθαρότητας ως πρώτες ύλες, έχουν τα χαρακτηριστικά αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες, αντοχής στη διάβρωση, καλής μόνωσης, υψηλής αντοχής κ.λπ. και αποτελούν ένα εξαιρετικό οπτικό κεραμικό υλικό. Τα διαφανή πολυκρυσταλλικά, κατασκευασμένα από αλουμίνα υψηλής καθαρότητας με μικρή ποσότητα οξειδίου του μαγνησίου, οξειδίου του ιριδίου ή προσθέτων οξειδίου του ιριδίου, και κατασκευασμένα με ατμοσφαιρική πυροσυσσωμάτωση και θερμή συμπίεση, μπορούν να αντέξουν τη διάβρωση των ατμών νατρίου υψηλής θερμοκρασίας και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λαμπτήρες εκπομπής φωτός νατρίου υψηλής πίεσης με υψηλή απόδοση φωτισμού.
Εφαρμογή α-αλουμίνας σε δομικά κεραμικά
Ως ανόργανα βιοϊατρικά υλικά, τα βιοκεραμικά υλικά δεν έχουν τοξικές παρενέργειες σε σύγκριση με τα μεταλλικά υλικά και τα πολυμερή υλικά, και έχουν καλή βιοσυμβατότητα και αντοχή στη διάβρωση με τους βιολογικούς ιστούς. Έχουν εκτιμηθεί ολοένα και περισσότερο από τον κόσμο. Η έρευνα και η κλινική εφαρμογή των βιοκεραμικών υλικών έχει εξελιχθεί από τη βραχυπρόθεσμη αντικατάσταση και πλήρωση έως τη μόνιμη και σταθερή εμφύτευση, και από βιολογικά αδρανή υλικά σε βιολογικά ενεργά υλικά και πολυφασικά σύνθετα υλικά.
Τα τελευταία χρόνια, πορώδεςκεραμικά αλουμίναςέχουν χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή τεχνητών σκελετικών αρθρώσεων, τεχνητών αρθρώσεων γόνατος, τεχνητών μηριαίων κεφαλών, άλλων τεχνητών οστών, τεχνητών ριζών δοντιών, βιδών στερέωσης οστών και επισκευών κερατοειδούς λόγω της αντοχής τους στη χημική διάβρωση, της αντοχής στη φθορά, της καλής σταθερότητας σε υψηλές θερμοκρασίες και των θερμοηλεκτρικών ιδιοτήτων τους. Η μέθοδος για τον έλεγχο του μεγέθους των πόρων κατά την παρασκευή πορωδών κεραμικών αλουμίνας είναι η ανάμειξη σωματιδίων αλουμίνας διαφορετικών μεγεθών σωματιδίων, ο εμποτισμός με αφρό και η ξήρανση με ψεκασμό των σωματιδίων. Οι πλάκες αλουμινίου μπορούν επίσης να ανοδιωθούν για την παραγωγή κατευθυντικών μικροπορωδών πόρων τύπου καναλιού σε νανοκλίμακα.