α-alumiinioksidin käyttö uusissaalumiinioksidikeramiikka
Vaikka uusia keraamisia materiaaleja on monenlaisia, ne voidaan karkeasti jakaa kolmeen luokkaan niiden toimintojen ja käyttötarkoitusten mukaan: funktionaaliset keramiikat (tunnetaan myös nimellä elektroninen keramiikka), rakennekeramiikat (tunnetaan myös nimellä tekninen keramiikka) ja biokeramiikat. Käytettyjen raaka-ainekomponenttien mukaan ne voidaan jakaa oksidikeramiikoihin, nitridikeraamiikoihin, boridikeraamiikoihin, karbidikeramiikoihin ja metallikeramiikoihin. Näistä alumiinioksidikeraamit ovat erittäin tärkeitä, ja niiden raaka-aine on erilaisten spesifikaatioiden mukainen α-alumiinioksidijauhe.
α-alumiinioksidia käytetään laajalti erilaisten uusien keraamisten materiaalien valmistuksessa sen suuren lujuuden, kovuuden, korkean lämpötilan kestävyyden, kulutuskestävyyden ja muiden erinomaisten ominaisuuksien ansiosta. Se ei ole ainoastaan jauhemainen raaka-aine edistyneille alumiinioksidikeraamisille materiaaleille, kuten integroitujen piirien alustoille, keinotekoisille jalokiville, leikkaustyökaluille, keinotekoisille luille jne., vaan sitä voidaan käyttää myös fosforin kantajana, edistyneissä tulenkestävissä materiaaleissa, erityisissä hiomamateriaaleissa jne. Nykyaikaisen tieteen ja teknologian kehittyessä α-alumiinioksidin käyttöala laajenee nopeasti, ja myös markkinoiden kysyntä kasvaa, ja sen näkymät ovat erittäin laajat.
Α-alumiinioksidin käyttö funktionaalisissa keramiikoissa
Toiminnallinen keramiikkaviittaavat edistyneisiin keraamisiin materiaaleihin, jotka hyödyntävät sähköisiä, magneettisia, akustisia, optisia, lämpö- ja muita ominaisuuksiaan tai kytkentävaikutuksiaan tietyn toiminnon saavuttamiseksi. Niillä on useita sähköisiä ominaisuuksia, kuten eristys, dielektrisyys, pietsosähköinen, termoelektrinen, puolijohde, ionijohtavuus ja suprajohtavuus, joten niillä on monia toimintoja ja erittäin laajat käyttökohteet. Tällä hetkellä tärkeimmät laajamittaisesti käytännössä käytetyt keraamit ovat integroitujen piirien alustoille ja pakkauksille tarkoitettu eristävä keraami, autojen sytytystulppien eristävä keraami, televisioissa ja videonauhureissa laajalti käytetty kondensaattorien dielektrinen keraami, monikäyttöinen pietsosähköinen keraami ja herkkä keraami erilaisissa antureissa. Lisäksi niitä käytetään myös korkeapainenatriumlamppujen valoa emittoivissa putkissa.
1. Sytytystulppien eristyskeramiikka
Sytytystulppien eristyskeraamit ovat tällä hetkellä ainoa laajalti käytetty keraamien sovellus moottoreissa. Koska alumiinioksidilla on erinomainen sähköeristys, korkea mekaaninen lujuus, korkea paineenkestävyys ja lämmönshokkien kestävyys, alumiinioksidilla valmistettuja eristyssytytystulppia käytetään laajalti maailmassa. Sytytystulppien α-alumiinioksidin vaatimukset ovat tavalliset vähän natriumia sisältävät α-alumiinioksidimikrojauheet, joissa natriumoksidipitoisuus on ≤0,05 % ja keskimääräinen hiukkaskoko on 325 mesh.
2. Integroitujen piirien alustat ja pakkausmateriaalit
Substraattimateriaaleina ja pakkausmateriaaleina käytetyt keraamit ovat muoveja parempia seuraavissa ominaisuuksissa: korkea eristyskestävyys, korkea kemiallinen korroosionkestävyys, hyvä tiiviys, kosteuden tunkeutumisen esto, ei reaktiivisuutta eikä saastumisen vaara ultrapuhtaalle puolijohdepiille. Integroitujen piirien substraatteihin ja pakkausmateriaaleihin vaadittavat α-alumiinioksidin ominaisuudet ovat: lämpölaajenemiskerroin 7,0 × 10⁻⁶/℃, lämmönjohtavuus 20–30 W/K·m (huoneenlämpötila), dielektrisyysvakio 9–12 (IMHz), dielektrinen häviö 3–10⁻⁴ (IMHz), tilavuusresistiivisyys > 10⁻⁶–10⁻¹ Ω·cm (huoneenlämpötila).
Integroitujen piirien korkean suorituskyvyn ja integroinnin ansiosta alustoille ja pakkausmateriaaleille asetetaan tiukempia vaatimuksia:
Kun sirun lämmöntuotto kasvaa, tarvitaan suurempaa lämmönjohtavuutta.
Laskentaelementin suuren nopeuden vuoksi vaaditaan alhainen dielektrisyysvakio.
Lämpölaajenemiskertoimen on oltava lähellä piitä. Tämä asettaa α-alumiinioksidille korkeammat vaatimukset, eli se kehittyy kohti korkeaa puhtautta ja hienoutta.
3. Korkeapainenatriumlamppu
Hieno keramiikkaRaaka-aineena erittäin puhtaasta ultrahienosta alumiinioksidista valmistettuilla materiaaleilla on korkean lämpötilan kestävyys, korroosionkestävyys, hyvä eristyskyky, korkea lujuus jne., ja ne ovat erinomainen optinen keraaminen materiaali. Läpinäkyvä polykiteinen materiaali, joka on valmistettu erittäin puhtaasta alumiinioksidista ja pienestä määrästä magnesiumoksidia, iridiumoksidia tai iridiumoksidilisäaineita, ja joka on valmistettu ilmakehäsintrauksella ja kuumapuristussintrauksella, kestää korkean lämpötilan natriumhöyryn korroosiota ja sitä voidaan käyttää korkeapainenatriumvaloa emittoivina lamppuina, joilla on korkea valaistustehokkuus.
Α-alumiinioksidin käyttö rakennekeramiikassa
Epäorgaanisina biolääketieteellisinä materiaaleina biokeraamisilla materiaaleilla ei ole myrkyllisiä sivuvaikutuksia verrattuna metalli- ja polymeerimateriaaleihin, ja niillä on hyvä bioyhteensopivuus ja korroosionkestävyys biologisten kudosten kanssa. Ihmiset ovat arvostaneet niitä yhä enemmän. Biokeraamisten materiaalien tutkimus ja kliininen käyttö ovat kehittyneet lyhytaikaisesta korvaamisesta ja paikkauksesta pysyvään ja kiinteään implantaatioon sekä biologisesti inertistä materiaalista biologisesti aktiivisiin materiaaleihin ja monifaasisiin komposiittimateriaaleihin.
Viime vuosina huokoinenalumiinioksidikeramiikkaNiitä on käytetty keinotekoisten luunivelten, keinotekoisten polvinivelten, keinotekoisten reisiluun päiden, muiden keinotekoisten luiden, keinotekoisten hammasjuurien, luun kiinnitysruuvien ja sarveiskalvon korjausten valmistukseen niiden kemiallisen korroosionkestävyyden, kulutuskestävyyden, hyvän korkean lämpötilan stabiilisuuden ja termoelektristen ominaisuuksien ansiosta. Menetelmä huokoisen alumiinioksidikeraamien valmistuksen aikana huokoskoon säätämiseksi on sekoittaa erikokoisia alumiinioksidihiukkasia, vaahtokyllästää ja suihkukuivata hiukkaset. Alumiinilevyjä voidaan myös anodisoida suunnattujen nanomittakaavan mikrohuokoisten kanavatyyppisten huokosten tuottamiseksi.