Umfassender Leitfaden zur Aluminiumoxidkeramik

Einführung

Möchten Sie mehr über Aluminiumoxid und seine Bedeutung erfahren? Aluminiumoxid (Aluminiumoxid) kommt in verschiedenen kristallinen Phasen vor. Es ist aufgrund seiner Festigkeit und Hitzebeständigkeit ein bekannter, langlebiger Werkstoff. Ist Aluminiumoxid also eine Keramik? Ja, und seine Vielseitigkeit macht es für viele Bereiche wichtig.

Eigenschaften von Aluminiumoxidkeramik

Kommen wir zu den Eigenschaften, die es in der Hochleistungskeramik so besonders machen:

Arten und Qualitäten von Aluminiumoxid

Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist ein vielseitiges Material mit großem Potenzial für die Industrie. Es dürfte überraschend sein, dass die unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen von der jeweiligen Qualität und Art abhängen. Diese sollten Sie verstehen:

Arten von Aluminiumoxid:

Die gängigsten Arten von Aluminiumoxid sind:

• Schmelzer: Wie der Name schon sagt, wird Aluminiummetall aus metallurgischer oder schmelzofentauglicher Tonerde hergestellt. Die Herstellung erfolgt aus Aluminiumhydroxid in Fluid-Flash-Kalzinatoren oder Wirbelschichtöfen.

• Wenig Soda: In vielen Anwendungen, insbesondere in der Elektronik- und Elektroindustrie, ist ein niedriger Sodagehalt im Aluminiumoxid erforderlich. Denn natriumarmes Aluminiumoxid trägt zur positiven und zuverlässigeren Leistung bestimmter Teile und Produkte bei.

• Reaktiv: Reaktives Aluminiumoxid ist eine einzigartige Hochleistungskeramik. Es zeichnet sich durch einen sehr hohen Reinheitsgrad und eine geringe Kristallgröße aus und eignet sich daher für viele Anwendungen. Dieses Aluminiumoxid eignet sich für Anwendungen, bei denen ein Material mit hoher Temperaturstabilität, Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Verschleißfestigkeit benötigt wird.

• Tabellarisch: Das Beste an diesem Typ ist, dass dieses gesinterte oder rekristallisierte α-Aluminiumoxid große und flache Korundkristalle enthält. Es beginnt mit dem Press-, Extrusions- oder Pelletierungsprozess von kalziniertem Aluminiumoxid in verschiedene Formen. Gesinterte Aluminiumoxidkugeln eignen sich für viele Anwendungen, unter anderem für den Einsatz in Katalysatorbetten.

• Verschmolzen: Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid in Lichtbogenöfen erzeugt, indem Strom zwischen vertikalen Kohlenstoffelektroden fließt. Die entstehende Hitze schmilzt das Aluminiumoxid. Dadurch entsteht ein Material mit geringer Permeabilität, hoher Feuerfestigkeit und hoher Dichte. Es eignet sich ideal für den Einsatz in Feuerfestmaterialien und Schleifmitteln.

• Zirkonoxid-verstärktes Aluminiumoxid (ZTA): Durch Zugabe von 10–20% Zirkonoxid zu Aluminiumoxid entsteht zirkoniumoxidverstärktes Aluminiumoxid. Dieses Material zeichnet sich durch hohe Verschleißfestigkeit, Festigkeit, Härte und Widerstandsfähigkeit gegen starke mechanische Belastungen aus und eignet sich daher ideal für die meisten Anwendungen.

Aluminiumoxidqualitäten

Nachfolgend sind die Aluminiumoxidqualitäten aufgeführt, die vom Al2O3-Gehalt abhängen:

Hohe Reinheit (99% und höher)

• Hochreine Keramiken, die üblicherweise 99% oder mehr Aluminiumoxid enthalten, sind die bevorzugte Wahl für raue Bedingungen. Darüber hinaus eignen sie sich für den Einsatz in der chemischen, pharmazeutischen, medizinischen und elektronischen Industrie.

Mittlere Reinheit (95%-98%)

• Mittelklassekeramiken sind eine flexible Wahl und bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Preis und Funktionalität. Sie bieten hohe Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität und ausreichende Haltbarkeit für eine Vielzahl industrieller Anwendungen. Sie eignen sich optimal für Schneidwerkzeuge, Pumpendichtungen, Industriedüsen usw.

• Und wissen Sie was? Sie stellen für viele Anwendungen eine kostengünstige Option dar, da sie im Vergleich zu hochreinem Aluminiumoxid geringfügig günstiger sind.

Geringere Reinheit (85%-94%)

• Materialien mit geringerer Reinheit werden für kostensensible Branchen entwickelt, in denen eine gleichbleibende Leistung erforderlich ist. Häufig sind darin auch andere Materialien wie Siliziumdioxid oder Kalziumoxid enthalten. Sie senken die Gesamtkosten und gewährleisten gleichzeitig eine angemessene Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit.

• Zu den gängigen Anwendungen zählen verschleißfeste Auskleidungen, Strukturkomponenten und grundlegende Teile für Industriemaschinen.

Herstellung und Verarbeitung

Sie wissen nicht, wie Aluminiumoxidkeramik hergestellt wird? Ich erkläre Ihnen jetzt den Prozess. Aluminiumoxid wird oft als Aluminiumoxid, wie ich bereits erwähnt habe. Es ist eine chemische Substanz, die aus Aluminium- und Sauerstoffmolekülen (Al2O3) besteht.

Aluminiumoxid ist typischerweise ein weißes Pulver, das nach der Verarbeitung aus Bauxit Speisesalz oder Kristallzucker ähnelt.

Das Bayer-Verfahren:

Hier kommt der Bayer-Verfahren welches die folgenden vier Schritte umfasst:

• Zunächst wird das Bauxit zerkleinert, gereinigt und getrocknet, bevor es bei hohen Temperaturen in Ätznatron getaucht wird.

• Die Mischung wird anschließend gefiltert, um die Verunreinigungen, auch als „Rotschlamm“ bekannt, zu entfernen. Diese sollten sorgfältig entsorgt werden. Die überschüssige Aluminiumoxidlösung wird in Niederschlagsbehälter, hohe Tanks, geleitet.

• Nachdem die heiße Lösung abzukühlen begonnen hat, werden Aluminiumhydroxid-Keime in den Niederschlagsbehälter gegeben. Aluminiumhydroxid-Keime erzeugen feste Aluminiumhydroxid-Kristalle, die ausfallen. Das Aluminiumhydroxid sinkt auf den Boden des Behälters und wird abgesaugt.

• Anschließend wird das Aluminiumhydroxid von allen Natronlaugerückständen gereinigt und erneut erhitzt, um überschüssiges Wasser zu entfernen. Nach diesem Vorgang entsteht Aluminiumoxid als feines weißes Pulver. Es sieht genauso aus wie Backzucker, ist aber stark genug, um eine Glasscheibe zu zerspringen.

Industrielle Verwendung von Aluminiumoxid

Meinen Recherchen zufolge wird Aluminiumoxid häufig als Kunststoffzusatz verwendet. Die Substanz wird auch häufig als Schleifmittel eingesetzt und ist ein kostengünstiger Ersatz für Industriediamanten. Aluminiumoxidflocken erzeugen reflektierende Effekte im Autolack.

Die umfassendste Anwendung von Aluminiumoxid findet sich in Raffinerien. Dort wird der Aluminiumoxidkomplex verwendet, um gefährliche Schwefelwasserstoffabgase in elementaren Schwefel umzuwandeln. Lassen Sie mich Ihnen etwas sagen: Es gibt eine lange Liste der Aluminiumoxidraffinerien in der Welt.

Top-Methoden zur Bearbeitung von Aluminiumoxidkeramik

Sie fragen sich vielleicht, wie die Bearbeitungsmethoden für Aluminiumoxidkeramik funktionieren? Auch dazu habe ich gründlich recherchiert. Hier sind meine Ergebnisse:

• Diamantschleifen: Ein beliebtes Bearbeitungsverfahren für vollgesintertes Aluminiumoxid ist das Diamantschleifen. Diamantschleifwerkzeuge werden zum Schleifen extrem harter Keramik verwendet, wobei schrittweise Material entfernt wird, um komplexe Formen mit engen Toleranzen herzustellen.

• Laserbearbeitung: Bei der Laserbearbeitung, einem berührungslosen Verfahren, werden hochenergetische Laserstrahlen zum Schmelzen von Materialien eingesetzt. Der Laserstrahl verdampft das Keramikmaterial entlang des Werkzeugwegs. Dadurch entstehen dünne Abschnitte, winzige Löcher und komplexe Muster auf Aluminiumoxidkeramik.

• Funkenerosion (EDM): EDM eignet sich gut für leitfähige Aluminiumoxidmaterialien und Keramiken, die mit einer leitfähigen Beschichtung versehen wurden. Bei diesem Verfahren wird leitfähiges Aluminiumoxid in einer dielektrischen Flüssigkeit durch elektrische Entladungen zersetzt, um komplizierte Formen und kleine Details zu erzeugen.

• Ultraschallbearbeitung (USM): Bei diesem Verfahren wird die Aluminiumoxidkeramik durch Ultraschallschwingungen und eine Schleifmittelaufschlämmung abgebaut. USM eignet sich aufgrund seiner geringen thermischen und mechanischen Belastung optimal für die Bearbeitung von Keramik.

• Grüne Bearbeitung: Die Grünbearbeitung ist ein anspruchsvolles Verfahren, bei dem herkömmliche Bearbeitungsmaschinen wie Fräsen oder Drehmaschinen zum Einsatz kommen. Sie dient der Formgebung leichter Aluminiumoxidkeramiken im grünen (ungebrannten) Zustand vor dem Sintern. Das Ergebnis sind höhere Materialabtragsraten und geringere Bearbeitungsraten als bei vollständig gesinterter Keramik.

• Wasserstrahlschneiden: Dies ist ein fortschrittliches Verfahren, bei dem ein Hochdruckwasserstrahl zusammen mit abrasiven Substanzen verwendet wird. Es spaltet Aluminiumoxidkeramik und komplexe Formen. Maschinenbediener verwenden Hochdruckwasser, das von einer Düse mit abrasiven Materialien gepumpt wird, um komplizierte Geometrien in dicke Keramik zu schneiden.

Aluminiumoxidplatte

Ich bin sicher, Sie werden mir darin zustimmen, Advanced Ceramic Materials (ACM) bietet hochwertige Aluminiumoxidplatten. Es wird hergestellt aus Aluminiumoxid (Al2O3)-KeramikBei hohen Temperaturen weisen Aluminiumoxidkeramikplatten eine höhere Festigkeit und Härte auf. Sie verfügen über eine hohe elektrische Isolierung, Verschleißfestigkeit, chemische Beständigkeit und Hitzebeständigkeit.

Anwendung von Aluminiumoxidkeramik

Möchten Sie mehr über die Anwendungsmöglichkeiten von Hochleistungskeramiken aus Aluminiumoxid erfahren? Ich teile dies mit Ihnen, weil ich fest davon überzeugt bin, dass es Ihnen helfen kann:

• Aluminiumoxidkeramik wird aufgrund ihrer außergewöhnlichen chemischen Stabilität häufig in säurebeständigen Pumpenlaufrädern, Pumpenkörpern, säureführenden Rohrauskleidungen und Ventilen eingesetzt.

• Aufgrund ihrer hohen Härte und Verschleißfestigkeit werden Aluminiumoxidkeramiken zur Herstellung von Textilteilen und Messern verwendet.

• Aluminiumoxid ist das am häufigsten verwendete Schleifkorn in der Holz- und Metallverarbeitung.

• Aus Aluminiumoxidkeramik werden Zündkerzen hergestellt, die in vielen verschiedenen Motortypen eine wichtige Rolle spielen.

• Transparente Aluminiumoxidkeramik wird zur Herstellung von Natriumdampf-Hochdrucklampen und Infrarot-erkennenden Fenstermaterialien verwendet.

• Aluminiumoxidkeramiken, die mehr als 95%-Aluminiumoxid enthalten, eignen sich hervorragend als elektrische Isolatoren. Darüber hinaus weisen sie einen geringen dielektrischen Verlust auf, was sie für eine Vielzahl von Elektrogeräten und Elektronikgeräten nützlich macht.

• Aluminiumoxidkeramik wird auch in Dichtungsringen, medizinischen Implantaten, Thermoelementröhren, Laserröhren und ballistischer Panzerung verwendet.

• Weitere wichtige Verwendungszwecke von Aluminiumoxidkeramik sind elektronische Substrate, elektrische Isolatoren, Schleifmittel und Verschleißteile.

Unterschied zwischen Aluminium und Aluminiumoxid:

Manche verwechseln Aluminium und Aluminiumoxid, doch es gibt einige Unterschiede. Das chemische Symbol von Aluminium ist Al. Es ist ein chemisches Element mit der Ordnungszahl 13. Aluminiumoxid hingegen ist eine chemische Verbindung mit der Formel Al2O3.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass Aluminium ein guter elektrischer Leiter ist, während Aluminiumoxid ein elektrischer Isolator ist. Darüber hinaus reagiert Aluminium stark mit Sauerstoff, Säuren und Basen. Aluminiumoxid hingegen ist weniger reaktiv.

Abschluss

Aluminiumoxidkeramik – fanden Sie sie nicht beeindruckend? Sie zeichnet sich durch unglaubliche Festigkeit und Hitzebeständigkeit aus. Sie deckt ein breites Anwendungsspektrum und Branchen ab und ist gerade deshalb so vielseitig.