Bagaimana Keramik Alumina Dibuat?

Deskripsi Meta: Pelajari cara pembuatan keramik alumina; proses pembuatan produk keramik alumina dimulai di sini. Ini adalah panduan lengkap mulai dari sifat hingga aplikasi dan tren masa depan bahan ini.

Perkenalan

Keramik alumina adalah material yang didefinisikan sebagai produk konsumen biasa dan produk berteknologi tinggi. Sifat kekerasannya yang tinggi, stabilitas termal, dan ketahanan kimianya, menjadikannya material yang penting dan berharga dalam banyak industri. Keramik alumina merupakan elemen yang sangat diperlukan dalam perekonomian saat ini.

Apa itu Keramik Alumina?

Sumber

Keramik alumina sering dianggap sebagai aluminium oksida keramik, dikenal karena kekerasannya yang sangat tinggi, stabilitas termal, dan ketidakaktifan kimianya. Ini adalah kategori penting dari keramik tingkat lanjut. Karakteristik seperti itu memungkinkan keramik alumina menjadi kuat secara struktural dalam sebagian besar kondisi pengujian.

Untuk yang pertama, ia memberikan daya tahan yang tak terpikirkan, dan potensi korosi serta konduktivitas listrik yang rendah; untuk yang terakhir, isolasi listrik merupakan hal yang paling penting yang hanya dapat disediakan oleh bahan ini; bidang kedirgantaraan, elektronik, dan medis adalah contoh yang tak ada duanya.

Keramik Alumina juga merupakan senyawa yang tidak berbahaya bagi manusia dan ini membuatnya cocok untuk digunakan dalam pengobatan dan lingkungan.

Bahan Baku dan Cara Pembuatannya

Bahan utama keramik alumina adalah bauksit – bahan tak terbarukan yang sebagian besar terdiri dari alumina. Proses Bayer meningkatkan pemurnian bauksit untuk menghasilkan alumina.

Selama proses ini, bauksit digiling dan dicampur dengan natrium hidroksida yang membentuk larutan dengan aluminium oksida.

Kotoran dipisahkan dan yang tersisa hanyalah larutan yang hanya mengandung alumina. Alumina ini kemudian diendapkan sebagai bubuk putih halus dan asimtotik.

Langkah pasca-perlakuan seperti kalsinasi adalah langkah tambahan lainnya untuk memastikan semua kelembaban dan atau kotoran dihilangkan dan bubuk alumina berkualitas tinggi dihasilkan.

Keseragaman bubuk ini penting karena ukuran partikel memengaruhi ketahanan produk akhir.

Bagaimana Keramik Alumina Dibuat?

A. Membentuk Material

Setelah bubuk alumina dimurnikan, bubuk tersebut siap untuk dibentuk menjadi bentuk produk yang diinginkan. Pembentukan ini dapat dilakukan dengan beberapa teknik berdasarkan aplikasi keramik yang akan diproduksi.

 Kategori yang dapat dibedakan meliputi pengepresan, pengecoran, dan ekstrusi. Dalam pengepresan, bubuk alumina dipaksa masuk ke dalam cetakan dengan tekanan tinggi untuk membentuk massa padat yang dikenal sebagai "badan hijau".

 Badan hijau ini masih baru dan memerlukan tingkat pengerasan tertentu melalui pemrosesan tambahan.

Namun, jika dibutuhkan bentuk yang lebih rumit daripada tabung, pengecoran slip atau pencetakan injeksi dapat digunakan. Metode ini meliputi penggumpalan bubuk alumina dan persiapan suspensi yang kemudian dituangkan ke dalam cetakan.

B. Sintering (Pembakaran) Keramik

Sumber

Sintering merupakan salah satu tahapan penting proses produksi alumina di mana benda hijau yang dibentuk terkena suhu tinggi, sekitar 1600-1800°C. Selama sintering, partikel-partikel yang membentuk material keramik terikat lebih erat dan proses ini menghasilkan penghilangan pori-pori secara maksimal.

 Proses ini secara signifikan meningkatkan beberapa karakteristik keramik seperti kekuatan mekanis, retak, keausan, dan suhu tinggi. Sintering dapat menjadi proses yang memakan waktu dan pada akhir proses, bahan keramik menjadi kuat sekaligus keras.

Pengaturan suhu selama sintering merupakan parameter penting untuk mencapai kualitas sifat material yang sama di semua bagian keramik.

C. Pemesinan dan Sentuhan Akhir

Metode pemrosesan lain yang terjadi setelah sintering adalah pemesinan keramik alumina agar memiliki toleransi dimensi tertentu terhadap sifat layanan yang akan dilakukannya.

Bagaimana alumina diproses Proses ini rumit untuk diketahui, karena merupakan material keramik konduktif dengan kekerasan tinggi, dan hanya penggunaan alat berlian atau laser yang dapat digunakan dalam proses yang sama. Selama operasi pemesinan, pemotongan, penggilingan, dan pemolesan dilakukan pada keramik hingga mencapai dimensi yang akurat.

Dalam kasus lain, keramik perlu diberi perlakuan permukaan lebih lanjut seperti pelapisan atau bahkan pelapisan untuk meningkatkan kinerjanya dalam kondisi tertentu. Penyempurnaan tersebut meningkatkan nilai keramik untuk aplikasi yang dimaksudkan dalam perangkat seperti peralatan medis, elektronik, atau peralatan mekanis.

Berbagai Tingkat Keramik Alumina

Keramik alumina digunakan dalam sejumlah mutu tergantung pada persentase kemurnian yang dimilikinya. Mutu ini berupa 85% AS, 95% AS, 99% AS, dan 99.9% AS sebagai pengganti aluminium oksida. Bentuk standar, ketipisan, dan kemampuan untuk dipadukan memberikan sifat-sifat yang berbeda yang membuat setiap mutu sesuai untuk berbagai penggunaan.

• 85% Alumina: Penggunaan utamanya, seperti yang mungkin tersirat dari namanya, adalah untuk situasi di mana diperlukan solusi termurah dan objek tidak perlu bertahan lama atau terpapar bahan kimia. Polimer ini banyak digunakan dalam pembuatan isolator listrik, serta dalam berbagai macam produk industri.

• 95% Alumina: Kelas ini berguna untuk aplikasi yang memerlukan tingkat keausan tinggi seperti alat pemotong, bantalan, serta segel dalam pompa. Kelas ini memberikan biaya yang wajar dan kinerja yang relatif efisien pada saat yang bersamaan.

• 99% dan 99.9% Alumina: Keramik dengan kemurnian tinggi ini berguna di semua sektor yang memerlukan tingkat ketahanan panas dan keausan yang tinggi seperti pada; implan bedah, pesawat terbang, dan peralatan elektronik kelas atas.

Aplikasi Keramik Alumina

Sumber

Keramik alumina dapat diaplikasikan di berbagai industri karena sifatnya yang unik sifat keramik alumina:

• Elektronik: Ia memiliki karakteristik isolasi yang sangat baik, dan karena alasan ini, ia dapat digunakan dengan sempurna dalam menyiapkan substrat, komponen, dan isolator elektronik yang sesuai dengan kondisi yang memerlukan tegangan tinggi.

Sumber

• Implan Medis: Karena keramik alumina bersifat biokompatibel, keramik ini diaplikasikan pada implan ortopedi seperti prostesis pinggul dan lutut. Berdasarkan karakteristiknya yang tahan aus, material ini ideal untuk digunakan pada bagian sendi.

• Antariksa: Keramik alumina memiliki aplikasi dalam industri kedirgantaraan di mana komponen memerlukan kondisi suhu dan tekanan tinggi. Karena ringan dan kuat, keramik ini dapat digunakan dalam aplikasi berkinerja tinggi. Karena dindingnya tipis dan kuat, keramik ini digunakan dalam aplikasi berdaya tinggi.

• Alat Pemotong: Umum bahan keramik alumina adalah cukup keras sehingga ideal untuk diaplikasikan pada alat pemotong yang memerlukan kemampuan menahan abrasi namun tidak cepat tumpul.

• Percetakan 3D dengan Keramik: Kemajuan teknologi khususnya, teknologi cetak 3D telah memungkinkan terciptanya komponen keramik alumina rumit yang sebelumnya sangat sulit dibuat. Penggunaan inovasi ini sangat penting jika diperlukan untuk membuat komponen individual bagi industri medis, industri, dan penerbangan.

Manfaat dan Kekurangan

Keramik alumina menawarkan beberapa manfaat, seperti:

• Kekuatan dan Kekerasan Tinggi: Kepadatan yang relatif tinggi dan kapasitas mempertahankan kekerasan bahkan pada suhu tinggi membuatnya ideal untuk penggunaan yang menuntut.

• Stabilitas Kimia: Yang ini tahan terhadap erosi, sehingga cocok digunakan pada peralatan pemrosesan kimia.

• Stabilitas Termal: Alumina tidak mengalami degradasi struktur bahkan ketika terkena kondisi suhu tinggi.

Namun, ada beberapa kekurangannya, antara lain:

• Kerapuhan: Meskipun sangat keras, keramik alumina sangat rapuh dan dapat retak jika terkena benturan.

• Biaya Produksi Tinggi: Jika material tersebut akan digunakan di area dengan tekanan tinggi, maka diperlukan kemurnian tinggi. pembuatan keramik alumina mungkin mahal untuk diproduksi karena biaya bahan dan mesin khusus yang dibutuhkan.

• Kesulitan dalam Pemesinan: Bahan ini sangat keras sehingga sangat sulit untuk dikerjakan dengan mesin, dan ini membuat proses pembuatan alumina menjadi mahal.

Apa yang Selanjutnya untuk Keramik Alumina?

Dengan meningkatnya kemajuan teknologi, penerapan keramik alumina kemungkinan akan meningkat di bidang-bidang seperti energi terbarukan karena kemampuannya untuk beroperasi pada suhu tinggi.

Ada peningkatan inovasi dalam memproduksi keramik alumina secara murah dan efisien yang mencakup praktik seperti manufaktur aditif atau metode pencetakan 3D.

Selain itu, meluasnya penggunaan teknologi hijau, termasuk baterai yang membutuhkan alumina, dan keberlanjutan pembuatannya kini meningkatkan permintaan dan penggunaan alumina.

Kesimpulan

Keramik alumina merupakan salah satu material paling menarik yang mampu mengatasi berbagai kesulitan di berbagai cabang industri. Berdasarkan karakteristiknya yang luar biasa dan pengembangan lebih lanjut dalam solusi manufaktur, keramik alumina akan tetap menjadi material inti industri untuk inovasi teknologi, produksi industri, dan aplikasi rekayasa efisiensi tinggi di masa mendatang.