Aluminiumoxidkeramik ist ein unverzichtbarer Werkstoff in der modernen Industrie. Ihre Härte ist eine ihrer herausragendsten Eigenschaften. In diesem Artikel erläutern wir die Härte von Aluminiumoxidkeramik und helfen Ihnen, diese wichtige Eigenschaft umfassend zu verstehen.
Wie hoch ist die Härte von Aluminiumoxidkeramik?
Die Härte ist ein wichtiger Indikator für die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber lokalen Verformungen oder Kratzern. Bei keramischen Werkstoffen kann eine hohe Härte die Lebensdauer und Verschleißfestigkeit des Produkts beeinträchtigen.
Aluminiumoxid weist unter vielen Keramikmaterialien eine sehr hohe Härte auf und ist nach Diamant das am zweithärtesten gehärtete Material.
|
Härtetyp |
Prüfnorm |
Testbedingungen |
Typischer Bereich |
Anwendbare Al₂O₃-Reinheit |
|
Mohshärte |
ASTM D785 |
Kratzmethode (relative Skala 1-10) |
9 (Korundstufe) |
90%-99,9% Al₂O₃ |
|
Vickershärte (HV) |
ISO 6507 / ASTM C1327 |
Belastung: 0,1–10 kgf, Diamant-Eindringkörper |
1500-2000 HV₁ |
96%-99,9% Al₂O₃ |
|
Knoop-Härte (HK) |
ASTM C1326 |
Belastung: 0,1–1 kgf, länglicher Diamant-Eindringkörper |
1400–1800 HK₀,₅ |
90%-99.5% Al₂O₃ |
|
Rockwell-Härte (HRA) |
ASTM E18 |
Belastung: 60 kgf, Diamantkegel-Eindringkörper |
80-90 HRA |
85%-99% Al₂O₃ |
|
Rockwell-Härte (HR45N) |
ASTM E18 |
Belastung: 45 kgf, oberflächlicher Rockwell |
70-85 HR45N |
85%-95% Al₂O₃ |
- Mohshärte von Aluminiumoxid: 9
- Vickershärte von Aluminiumoxid: 15–20 GPa
Der Grund für die hohe Härte von Aluminiumoxidkeramik
Die hohe Härte von Aluminiumoxidkeramik wird durch verschiedene Faktoren bestimmt:
Kristallstruktur
Aluminiumoxidkeramiken haben eine Korundstruktur mit einer sehr präzisen Atomanordnung und einer sehr hohen Bindungsstärke, die einer der Faktoren für ihre hohe Härte ist.
Chemische Bindungsstärke
In der Mikrostruktur von Aluminiumoxid sind ionische Bindungen und kovalente Bindungen kombiniert, was seine innere Struktur äußerst stabil und schwer zu zerstören macht.
Materialreinheit
Die Reinheit ist ebenfalls ein wichtiger Faktor für die Härte von Aluminiumoxidkeramiken. Hohe Reinheit kann die Beeinträchtigung des Kristallgitters durch Verunreinigungen reduzieren. Daher weist hochreines Aluminiumoxid (z. B. 99% und höher) eine höhere Härte auf.
Verwendung von Aluminiumoxid bei der Härte
Aluminiumoxid eignet sich aufgrund seiner hohen Härte hervorragend für industrielle Verschleißteile. Im Vergleich zu Stahl ist die Verschleißfestigkeit von Aluminiumoxidkeramik um ein Vielfaches höher. Aus Aluminiumoxid können verschiedene hochverschleißfeste Produkte hergestellt werden, beispielsweise Schleifscheiben, Schleifsand, Lager, Hochtemperatur-Ofenauskleidungen, Motorteile usw.
- Mattiert
- Mechanische Lager
- Hochtemperatur-Ofenauskleidung
- Motorkomponenten
- Schneidwerkzeuge
- Pumpenventilteile
- Substrat
- Künstliche Gelenkimplantate
Prüfverfahren für die Härte von Aluminiumoxidkeramik
Mohshärte von Aluminiumoxid
Die Mohshärteprüfung ist eine Methode zur Bestimmung der Härte eines Materials durch Beobachtung eines Kratzers auf seiner Oberfläche. Aluminiumoxidkeramik hat eine Mohshärte von 9, die etwas niedriger ist als die von Diamant (10), aber ausreicht, um Glas und andere weichere Materialien problemlos zu zerkratzen.
Aluminiumoxid-Vickershärte
Bei der Vickers-Härteprüfung wird eine Diamantpyramide in die Oberfläche des Materials gedrückt. Die Eindringfläche wird gemessen, um den Härtewert zu berechnen. Die Vickers-Härte von Aluminiumoxidkeramik beträgt 15 bis 20 GPa, was zeigt, dass Aluminiumoxid eine sehr hohe Druckfestigkeit aufweist.
Wie kann die Härte von Aluminiumoxidkeramik verbessert werden?
1. Durch die Verwendung von Aluminiumoxidkeramik mit höherer Reinheit werden die Verunreinigungen reduziert und die Härte der Aluminiumoxidkeramik wird höher
2.Optimieren Sie den Sinterprozess, beispielsweise durch Heißpressen oder Mikrowellensintern, um die Dichte zu verbessern
3. Das Hinzufügen von Modifikatoren, wie z. B. das Hinzufügen einer geeigneten Menge Zirkonoxid und anderer Materialien, kann die Härte und Zähigkeit von Aluminiumoxid weiter verbessern
Abschluss
Aluminiumoxidkeramik spielt aufgrund ihrer hervorragenden Härte eine Schlüsselrolle in der Industrie. Eine hohe Härte kann nicht nur die Lebensdauer des Produkts verlängern, sondern auch die Arbeitseffizienz verbessern. Vielen Dank für das Lesen dieses Artikels.
Erfahren Sie mehr über keramische Werkstoffe
Häufig gestellte Fragen
Welche Härte hat Aluminiumoxidkeramik?
Die Mohshärte von Aluminiumoxid beträgt 9 und die Vickershärte 15–20 GPa.
Ist Aluminiumoxidkeramik härter als Stahl?
Ja, Aluminiumoxidkeramik ist viel härter als die meisten Stähle, aber Sie müssen sich darüber im Klaren sein, dass Aluminiumoxidkeramik weniger zäh ist.
In welchen Szenarien werden hochharte Aluminiumoxidkeramiken hauptsächlich verwendet?
Aufgrund seiner hohen Härte eignet sich Aluminiumoxid sehr gut für verschiedene verschleißfeste Teile, Hochtemperaturteile und medizinische Geräte.