سيراميك الألومينا، لماذا يوجد الألومينا 95% والألومينا 99% في Limelight؟

أكسيد الألومنيوم يُعدّ هذا النوع من الألومينا خيارًا مفضلًا للمهندسين نظرًا لتنوع خصائصه. فهو يتميز بموصلية حرارية عالية وخصائص عزل أفضل. كما يُعدّ مقاومته للكسر الشديد من أبرز مميزاته. في هذه المقالة، نوضح الفروقات بين صنفي الألومينا 95% و99%.

ما هو الألومينا؟

سيراميك الألومينا، المعروف باسم Al2O3 هو أكسيد الألومينا، المصنوع عادةً من البوكسيت. يتميز بموصليته الحرارية الممتازة ومتانته وصلابته العالية، مما يجعله خيارًا مثاليًا في العديد من التطبيقات. طرق التصنيع الشائعة سيراميك الألومينا تشمل عمليات القولبة بالحقن، والصب - انزلاقًا أو جافًا، والبثق. تتميز هذه المنتجات بقوة ضغط عالية، وهي مناسبة للبيئات شديدة التآكل أو الحالات المعرضة لتآكل وتلف كبيرين.

هيكل الألومينا

هيكل الألومينا يُطلق عليه غالبًا اسم كوراندوم. ذرات الأكسجين مرتبة بشكل سداسي في الشبكة. يشغل الألومنيوم فراغات ثماني السطوح، أي ما يعادل ثلثي المادة. شبكة كوراندوم ثلاثية الأضلاع. ذرة Al3+ الموجودة في مركز الشبكة تتبنى دائمًا ترتيبًا ثماني الطور.

الألومينا لديها أيضًا مراحل غير مستقرة أخرى مثل  للأشكال المكعبة. المراحل مثل  أحادية الميل وسداسية الشكل. المرحلة مثل  معيني الشكل ورباعي الشكل أو معيني الشكل. منها  - يعتبر Al2O3 مهمًا من الناحية التقنية فيما يتعلق بالتطبيقات الهندسية.

خصائص أكسيد الألومنيوم والألومينا

تشمل خصائص أكسيد الألومنيوم (Al2O3) خصائص عامة، ومورفولوجية، مثل الصلابة أو القوة، ودرجة الحرارة. فيما يلي لمحة موجزة عن جميع الخصائص ذات الصلة.

كثافة سيراميك أكسيد الألومنيوم

الهيكل العام ل أكسيد الألومنيوم تحتوي على نسبة فراغات أقل بكثير، مما يؤدي إلى كثافة أعلى. على سبيل المثال، عند درجة حرارة قياسية تبلغ 25 درجة مئوية، كثافة al2O3 تبقى عند 3.76 جم/سم3. هذا يُعطي مؤشرًا على كمية الكتلة الموجودة في أي حجم مكعب من المادة.

حجم الحبوب هو عامل آخر يؤثر على كثافة الألومينا. ومن ناحية أخرى، 85% من الألومينا يبلغ حجم حبيباته 3 - 4 ميكرون بعد إطلاق النار، مما يجعله أكثر متانة ووظيفية.

مقاومة الألومينا لدرجة الحرارة

سيراميك الألومينا يمكنه تحمل درجات الحرارة العالية. 2000 درجة مئوية أو أعلى هي درجة انصهار الألومينا تزدهر في بيئات الأكسدة والاختزال التي تصل درجة حرارتها إلى حوالي ٢٠٠٠ درجة فهرنهايت، وفي ظروف الفراغ التي تصل إلى ٢٠٠٠ درجة مئوية. وعلى عكس السيراميك الآخر، أكسيد الألومنيوم تميل إلى الحفاظ على بنيتها الطبيعية في درجات الحرارة المرتفعة.

يعمل سيراميك الألومينا بشكل جيد عند درجة حرارة خدمة تتراوح بين 1300 إلى 2100 درجة مئوية. الألومينا الحرارية الموصلية القيمة حوالي 12 – 40 واط/م كلفن و أكسيد الألومنيوم تتراوح درجة حرارته بين 10-6/كيلوغرام. كما يتميز بمقاومة ممتازة للأحماض القوية والماء والقلويات والأشعة فوق البنفسجية وعوامل أخرى عديدة. حُددت الحرارة الكامنة لانصهار الألومينا بين 620 و1360 كيلوجول/كيلوغرام، السعة الحرارية للألومينا حوالي 451-955J/KgK.

صلابة أكسيد الألومينا

من خلال الصلابة، نحدد مدى قدرة المادة على تحمل أي ضرر أو صدمة. أكسيد الألومنيوم يعتبر أعلى بكثير من التنغستن أو المعدن التقليدي مثل الفولاذ مع صلابة في نطاق 9.

الخواص الكهربائية للألومينا

الألومينا تمتلك خصائص عازلة ممتازة. سيراميك الألومينا يوفر أفضل عزل كهربائي. الإلكترونات أو التيار الكهربائي لا يستطيع المرور أو النفاذ عبره. أكسيد الألومنيوم. ال المقاومة الكهربائية للألومينا وتقدر قوتها بحوالي 1014 أوم-سم.

أكسيد الألومنيوم ثابت عزله الكهربائي يتراوح بين 8 و11. وهو موصل رديء للكهرباء لأن عناصر الألومينا والأكسجين مرتبة بشكل محكم. الألومينا الموصلية الكهربائية تقع في نطاق 10-12 سم مكعب -1 أو أعلى.

درجات الألومينا، Al2O3

هناك درجات مختلفة من الألومينابناءً على التطبيق المطلوب، نستخدم وظائف درجات مختلفة. فيما يلي معلومات عامة عن بعض الأنواع ذات الصلة.

درجة المصهر

مصهر درجات الألومينا تُستخدم في صناعة معدن الألومينا، إما في أسِرّة مميعة أو مُكلِّسات، باستخدام هيدروكسيد الألومنيوم. تُزيل هذه العملية الماء الحرّ لتقليل حجم السطح الأكبر. الألوميناتُنتج هذه العملية ربع أكسيد الألومنيوم حسب ترتيبها. تتراوح مساحة السطح بين 50 مترًا مربعًا أو أكثر لكل كيلوغرام.

الألومينا ذات الدرجة التفاعلية

تفاعلي درجات الألومينا يشير إلى السيراميك التقني عالي النقاء بحجم بلوري أقل من ميكرومتر واحد. هذا النوع الألومينا يُحوّل هذا النوع من الألومينا إلى شكل أكثر كثافةً عند درجات حرارة منخفضة. يُناسب هذا النوع من الألومينا التطبيقات الخاملة عند درجات حرارة عالية، أو التطبيقات التي تُسبب التآكل والتلف.

أكسيد الألومنيوم عالي النقاء

99.9% أو أكثر هي النقاء الذي سنحصل عليه للنقاء العالي الألومينا. عادةً ما ينتج المصنعون منتجات عالية النقاء الألومينا عن طريق استخدام هيدرات باير أو الكلوريد.

الألومينا المنصهرة

مُدمج الألومينا يتم تشكيلها عادةً في الأفران. بسبب تأثير الحرارة الشديدة، تتراكم المواد بين المصهورين بكثافة الألومينا هذا مفيد كمادة مقاومة للحرارة درجة الألومينا.

95% الألومينا و 99% الألومينا

درجات الألومينا أسماء شائعة في مجال علم السيراميك. تتميز بمتانتها العالية ومقاومتها للتآكل والتلف، وهي مناسبة للاستخدام في درجات الحرارة العالية.

الخصائص والاختلافات التركيبية

95% من الألومينا يتكون بشكل رئيسي من Al2O3. أما 5% المتبقية فتُشكل مركبات مثل أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم والسيليكون. تساعد المكونات المضافة على زيادة المتانة وخفض درجة حرارة التلبيد للشكل النهائي. أكسيد الألومنيوم.

يحتوي أكسيد الألومنيوم 99% على كمية أكبر من أكسيد الألومنيوم 99%، مع إضافة أقل، ويُعتبر أنقى أنواع أكسيد الألومنيوم. يتميز بصلابة أكبر، وخصائص كهربائية أفضل، ومقاومة فائقة للتآكل.

ورقة بيانات المواد الخاصة بدرجة الألومينا 95 % و99%

تعتبر صحيفة بيانات المواد بمثابة احتياطي شامل للحصول على جميع البيانات ذات الصلة بـ 95 و 99 % من الألومينا.

استخدامات الألومينا 95% و99%

95% من الألومينا تتميز بمتانتها الميكانيكية العالية، كما أنها توفر مقاومة أفضل للتآكل والتلف، وهي اقتصادية أيضًا. فيما يلي التطبيقات المناسبة لها:

• الأختام الميكانيكية
• تطبيقات الركيزة الإلكترونية
• الأجزاء الخزفية للمنسوجات وملحقات المضخات
• طلاء أو بطانات مقاومة للتآكل في الصناعات

99% من أكسيد الألومينايوفر أكسيد الألومينا عالي النقاء مقاومة كهربائية أو خصائص عزل أفضل وصلابة جيدة. توضح القوائم أدناه الاستخدامات المختلفة لأكسيد الألومينا عالي النقاء.

• تصنيع أشباه الموصلات والمكونات الكهربائية عالية الأداء
• الغرسات الطبية الحيوية
• المواد الحرارية أو البطانات عالية الحرارة داخل الأفران
• الأجزاء الميكانيكية للتصنيع الدقيق.

خلاصة القول

سيراميك الألومينا، Al2O3 لطالما تميزت في علم السيراميك بفضل خصائصها المتفوقة واستخداماتها المتعددة. الألومينا صُممت هذه المنتجات لتلبية احتياجات القطاعات التي تُركز عليها. يتمتع كلٌّ من الألومينا 95% و99% بمزايا خاصة في تطبيقات مختلفة.