Keramik alumina merupakan material yang sangat dibutuhkan dalam industri modern, di antaranya kekerasan merupakan salah satu karakteristiknya yang sangat menonjol. Dalam artikel ini, kami akan membahas kekerasan keramik alumina dan membantu Anda memahami karakteristik penting ini dari semua aspek.
Berapa Kekerasan Keramik Alumina?
Kekerasan merupakan indikator penting kemampuan material untuk menahan deformasi lokal atau goresan. Pada material keramik, kekerasan yang tinggi dapat memengaruhi masa pakai dan ketahanan aus produk.
Kekerasan alumina sangat menonjol di antara banyak bahan keramik dan merupakan bahan superkeras kedua setelah berlian.
|
Jenis Kekerasan |
Standar Uji |
Kondisi Uji |
Kisaran Khas |
Kemurnian Al₂O₃ yang Berlaku |
|
Kekerasan Mohs |
ASTM D785 |
Metode Gores (skala relatif 1-10) |
9 (tingkat korundum) |
90%-99.9% Al2O3 |
|
Kekerasan Vickers (HV) |
Standar ISO 6507 dan ASTM C1327 |
Beban: 0,1-10 kgf, penekan berlian |
1500-2000 HV₁ |
96%-99.9% Al2O3 |
|
Kekerasan Knoop (HK) |
ASTM C1326 |
Beban: 0,1-1 kgf, penekan berlian memanjang |
1400-1800 HK₀.₅ |
90%-99.5% Al2O3 |
|
Kekerasan Rockwell (HRA) |
ASTM E18 |
Beban: 60 kgf, penekan kerucut berlian |
80-90 HRA |
85%-99% Al2O3 |
|
Kekerasan Rockwell (HR45N) |
ASTM E18 |
Beban: 45 kgf, Rockwell superfisial |
70-85 HR45N |
85%-95% Al2O3 |
- Kekerasan Mohs Alumina：9
- Kekerasan Alumina Vickers: 15~20 GPa
Alasan Tingginya Kekerasan Keramik Alumina
Kekerasan tinggi keramik alumina ditentukan oleh berbagai faktor:
Struktur Kristal
Keramik alumina adalah struktur korundum dengan susunan atom yang sangat tepat dan kekuatan ikatan yang sangat tinggi, yang merupakan salah satu faktor kekerasannya yang tinggi.
Kekuatan Ikatan Kimia
Dalam struktur mikro alumina, ikatan ionik dan ikatan kovalen digabungkan, yang membuat struktur internalnya sangat stabil dan sulit dihancurkan.
Kemurnian Material
Kemurnian juga merupakan faktor utama yang memengaruhi kekerasan keramik alumina. Kemurnian yang tinggi dapat mengurangi gangguan pengotor pada kisi kristal. Oleh karena itu, alumina dengan kemurnian tinggi (seperti 99% dan di atasnya) memiliki kekerasan yang lebih kuat.
Pemanfaatan Alumina dalam Kekerasan
Alumina memiliki kinerja yang sangat baik dalam komponen tahan aus industri karena kekerasannya yang tinggi, dan dibandingkan dengan baja, ketahanan aus keramik alumina dapat ditingkatkan beberapa kali lipat. Alumina dapat dibuat menjadi berbagai produk tahan aus seperti roda gerinda, pasir gerinda, bantalan, lapisan tungku suhu tinggi, komponen mesin, dll.
- buram
- Bantalan mekanis
- Lapisan tungku suhu tinggi
- Komponen mesin
- Alat pemotong
- Bagian katup pompa
- Substrat
- Implan sendi buatan
Metode Uji Kekerasan Keramik Alumina
Kekerasan Mohs Alumina
Uji kekerasan Mohs adalah metode untuk mengevaluasi kekerasan suatu material dengan mengamati goresan pada permukaannya. Keramik alumina memiliki kekerasan Mohs sebesar 9, yang sedikit lebih rendah dari berlian yang memiliki kekerasan 10, tetapi cukup untuk menggores kaca dan material lain yang lebih lunak.
Kekerasan Alumina Vickers
Uji kekerasan Vickers menggunakan piramida berlian untuk menekan permukaan material, mengukur area lekukannya untuk menghitung nilai kekerasan. Kekerasan Vickers keramik alumina adalah 15~20 GPa, yang menunjukkan bahwa alumina memiliki ketahanan tekan yang sangat kuat.
Bagaimana Cara Meningkatkan Kekerasan Keramik Alumina?
1. Menggunakan keramik alumina dengan kemurnian lebih tinggi, pengotor berkurang dan kekerasan keramik alumina akan lebih tinggi
2. Mengoptimalkan proses sintering, seperti menggunakan pengepresan panas atau sintering gelombang mikro untuk meningkatkan kepadatan
3. Menambahkan pengubah, seperti menambahkan jumlah zirkonium oksida dan bahan lainnya yang sesuai, dapat lebih meningkatkan kekerasan dan ketangguhan alumina
Kesimpulan
Keramik alumina memainkan peran penting dalam industri dengan kinerja kekerasannya yang sangat baik. Kekerasan yang tinggi tidak hanya dapat memperpanjang masa pakai produk, tetapi juga meningkatkan efisiensi kerja. Terima kasih telah membaca artikel ini.
Pelajari lebih lanjut tentang material keramik
Tanya Jawab Umum
Berapa kekerasan keramik alumina?
Kekerasan Mohs alumina adalah 9 dan kekerasan Vickers adalah 15~20 GPa.
Apakah keramik alumina lebih keras dari baja?
Ya, keramik alumina jauh lebih keras daripada kebanyakan baja, tetapi Anda perlu menyadari bahwa keramik alumina kurang kuat.
Dalam skenario apa keramik alumina kekerasan tinggi terutama digunakan?
Kekerasan alumina yang tinggi sangat cocok untuk berbagai bagian tahan aus, bagian suhu tinggi, dan peralatan medis.