Úvod do keramických materiálů z oxidu hlinitého
Oxid hlinitý jako materiál pro přesné keramiky vyniká několika vynikajícími vlastnostmi, mezi nimiž jsou vysoká tvrdost, vynikající chemická stabilita, stabilita při vysokých teplotách, dobré izolační vlastnosti a rozměrová stálost. Díky tomu je široce používán v různých oborech, jako jsou odolné proti opotřebení součástky, chemické nádoby, vyhřívací tělesa pro vysoké teploty, elektronické izolátory a komponenty vyžadující přesnou kontrolu rozměrů.
Vlastnosti
Oxid hlinitý (Al2O3) je velmi běžným a široce používaným keramickým materiálem. Je znám svou vynikající celkovou výkonností a vysokou spolehlivostí a nachází uplatnění v mnoha náročných průmyslových oborech.
1. Široké spektrum aplikací a vyvážené mechanické vlastnosti
Keramika z oxidu hlinitého je velmi oblíbená díky svým vyváženým mechanickým vlastnostem, včetně vysoké pevnosti, vysoké tvrdosti a dobré odolnosti proti opotřebení. Tyto charakteristiky umožňují oxidu hlinitému hrát klíčovou roli v mnoha oborech.
Průmyslové aplikace při vysokých teplotách: Oxid hlinitý je velmi často používán při výrobě žáruvzdorných materiálů pro průmyslové peci pracující při vysokých teplotách. Jeho vysoký bod tání a stabilita mu umožňují fungovat v extrémních vysokoteplotních prostředích bez deformace nebo poškození.
Elektronické součástky: Oxid hlinitý je také hojně využíván v elektronickém průmyslu, zejména při výrobě substrátů, izolátorů a obalových materiálů. Jeho vynikající elektrická izolace a tepelná vodivost jej činí ideálním materiálem pro elektronické součástky.
2. Stabilita chemických a fyzikálních vlastností
Stabilita chemických a fyzikálních vlastností keramiky z oxidu hlinitého činí tento materiál nepostradatelným ve vysokopřesných průmyslových oborech. Mezi tyto vlastnosti patří odolnost vůči teplu, vysoká tepelná vodivost, vysoká pevnost a tvrdost, stejně jako vynikající elektrická izolace a odolnost proti korozi.
Tepelné vlastnosti: Odolnost oxidu hlinitého vůči teplu a jeho dobrá tepelná vodivost zajišťují jeho vysokou užitečnost v aplikacích vyžadujících rychlý odvod tepla, například v LED osvětlení a silnoproudé elektronice.
Mechanické vlastnosti: Vysoká pevnost a tvrdost zaručují trvanlivost oxidu hlinitého při fyzickém namáhání, což je obzvláště důležité v leteckém a automobilovém průmyslu.
Ostatní vlastnosti: Vysoká elektrická izolace a silná odolnost proti korozi dělají oxid hlinitý vhodným pro chemické zpracovatelské prostředí i pro elektrické aplikace. Navíc jeho vysoká biokompatibilita jej činí velmi žádaným ve zdravotnických zařízeních a materiálech pro bioimplantáty.
| Hlavní charakteristiky | ||||||
| Typ | Jednotka | Alumina | ||||
| Materiál | \ | 95% | 96% | 99% | 99.50% | 99.70% |
| Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | ||
| Barva | \ | Bílá | Bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá |
| Hustota | g/cm3 | 3.7 | 3.7 | 3.85 | 3.9 | 3.9 |
| Mechanické vlastnosti | ||||||
| Typ | Jednotka | Alumina | ||||
| Materiál | \ | 95% | 96% | 99% | 99.50% | 99.70% |
| Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | ||
| Barva | \ | Bílá | Bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá |
| Flexuralní pevnost(20℃) | Mpa | 300 | 300 | 330 | 360 | 380 |
| Tlaková pevnost(20℃) | Mpa | 2000 | 2000 | 2000 | 2350 | |
| Modul elasticity (Young) (20 °C) | Gpa | 270 | 275 | 370 | 370 | 380 |
| Trhací pevnost (20℃) | MPam½ | 3.5 | 3.5 | 4 | 4 | |
| Poissonova poměr (20℃) | \ | 0.2 | 0.22 | 0.22 | ||
| Tvrdost HRA (20℃) | HRA | 90 | 90 | 90 | ||
| Vickersova tvrdost (HV1) | kg/mm2 | 1600 | 1600 | 1600 | 1650 | 1750 |
| Rockwellova tvrdost (45N) | R45N | 83.5 | 83.5 | 83.5 | ||
| Tepelné vlastnosti | ||||||
| Typ | Jednotka | Alumina | ||||
| Materiál | \ | 95% | 96% | 99% | 99.50% | 99.70% |
| Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | ||
| Barva | \ | Bílá | Bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá |
| Koeficient tepelné roztažnosti | 10-6K-1 | 6.5 | 6.5 | 7.6 | 7.2 | 7.2 |
| Tepelná vodivost | W/mk | 20 | 25 | 27.5 | 32 | 32 |
| Odolnost vůči teplotním šokům | △T.℃ | 200 | 200 | 200 | 250 | |
| Měrná tepelná kapacita | J/g·k | 0.79 | 0.78 | 0.79 | ||
| Maximální provozní teplota (v oxidujícím prostředí) | ℃ | 1600 | 1600 | 1650 | 1650 | |
| Elektrické vlastnosti | ||||||
| Typ | Jednotka | Alumina | ||||
| Materiál | \ | 95% | 96% | 99% | 99.50% | 99.70% |
| Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | Al2O3 | ||
| Barva | \ | Bílá | Bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá | Slonovinově bílá |
| Objemová odolnost při 20 °C | Ωcm | 1014 | 1014 | 1014 | 1014 | 1014 |
| Dielektrická pevnost | KV/mm | 10 | 10 | 10 | 15 | 15 |
| Dielektrická konstanta | \ | 9 | 9 | 9.1 | 9.9 | 9.9 |
| Dielektrické ztrátové úhly při 20 °C, 1 MHz, 20 °C | tanδ | 3*10-4 | 2*10-4 | 3*10-4 | 1*10-4 | 1*10-4 |