Perkenalan
Apakah Anda ingin tahu tentang alumina dan mengapa itu sangat penting? Aluminium oksida (alumina) dapat ditemukan dalam berbagai fase kristal. Ini adalah material tahan lama yang terkenal karena kekuatan dan ketahanannya terhadap panas. Jadi, apakah alumina adalah keramik? Ya, memang demikian dan keserbagunaannya membuatnya penting untuk banyak bidang.
Sifat-sifat Keramik Alumina
Mari kita beralih ke sifat-sifat yang membuatnya istimewa dalam keramik tingkat lanjut:
|
Milik |
Keterangan |
|
Kekuatan dan Kekerasan Tinggi |
Berikut faktanya: Anda dapat mempercayai alumina tinggi karena kekuatan tarik dan kekerasannya. Itu karena tidak dapat rusak oleh apa pun dengan kekerasan yang lebih rendah. Kualitas unik ini membuatnya ideal untuk sebagian besar aplikasi yang sulit. |
|
Sifat Termal |
Karakteristik Alumina yang paling mengesankan adalah ia bekerja dalam kondisi ekstrem. Tidak ada yang dapat mengalahkan Alumina dalam hal itu. Alumina (Al2O3) memiliki konduktivitas termal yang baik sekitar 30 -35 W/mK. Anda juga harus mengetahui kapasitas panasnya yang sebesar 0,880 J/g-°C. Ini adalah alasan utamanya, karena dapat menangani perpindahan panas secara efektif. Titik lelehnya tinggi di atas 2000°C dan kekuatan mekanisnya kuat. Itu membuatnya ideal untuk aplikasi dengan beban panas dan tekanan tinggi. |
|
Sifat Listrik |
Alumina (Al₂O₃) tidak hanya dikenal karena kekuatan mekanisnya dan kemampuannya menahan suhu tinggi. Material ini juga sangat bagus dari sudut pandang isolasi listrik. Sebagai isolator listrik, material ini dapat menahan arus yang sangat tinggi tanpa memengaruhi efisiensi tubuh. Konstanta dielektrik berada pada kisaran 8-10 yang memberikan aplikasi luas dalam berbagai instrumen elektronik dan listrik. Anda dapat yakin bahwa alumina akan memberikan kinerja yang Anda butuhkan. |
|
Ketahanan Kimia |
Keramik tingkat lanjut atau keramik halus dikenal mampu menahan serangan kimia jauh lebih efektif daripada kebanyakan material. Mengenai material yang telah diuji, alumina (Al₂O₃) tampaknya menjadi salah satu yang terbaik untuk kondisi ekstrem. Itulah sebabnya alumina banyak digunakan untuk produksi komponen yang dapat digunakan dalam berbagai industri. Jadi, jika Anda menginginkan produk yang tahan lama dan tahan terhadap lingkungan yang keras, Anda harus memilih alumina murni. |
|
Sifat Mekanik |
Alumina dengan rumus Al₂O₃ merupakan material dengan modulus elastisitas tinggi dan kekuatan mekanis yang baik. Oleh karena itu, material ini merupakan material yang keras dan andal. Namun, hal ini dapat memengaruhi kemampuannya untuk menahan perubahan suhu yang cepat karena sifatnya - ekspansi termal. Karakteristik ini disebut ketahanan terhadap guncangan termal. Meskipun alumina berfungsi dengan baik dalam kondisi seperti itu, penanganan yang cermat diperlukan dalam situasi termal yang ekstrem. |
Jenis dan Mutu Alumina
Alumina Al₂O₃ atau aluminium oksida merupakan material serbaguna yang memiliki potensi besar dalam dunia komersial. Pasti tidak terduga bagi Anda bahwa karakteristik atau aplikasinya yang berbeda bergantung pada mutu dan jenisnya. Berikut ini perlu dipahami:
Jenis Alumina:
Jadi, jenis Alumina yang paling umum ada di sini:
-
Pabrik peleburan: Seperti namanya, logam aluminium dibuat menggunakan alumina metalurgi atau peleburan. Logam ini diproduksi dari aluminium hidroksida menggunakan kalsiner kilat fluida atau unggun fluida.
-
Rendah soda: Dalam banyak aplikasi, terutama dalam industri elektronik dan listrik, keberadaan kadar soda rendah dalam aluminium oksida diperlukan. Hal ini karena alumina soda rendah berkontribusi pada kinerja komponen dan produk tertentu yang positif dan lebih andal.
-
Reaktif: Alumina reaktif merupakan jenis keramik canggih yang unik. Keramik ini memiliki tingkat kemurnian yang sangat baik dan ukuran kristal yang kecil sehingga cocok digunakan dalam berbagai aplikasi. Alumina ini cocok untuk kasus-kasus yang membutuhkan material yang memiliki stabilitas suhu tinggi, kekuatan, ketahanan kimia, dan ketahanan aus.
-
Datar: Bagian terbaik dari jenis ini adalah bahwa α-alumina yang disinter atau direkristalisasi ini mencakup kristal korundum yang besar dan berbentuk datar. Proses ini dimulai dengan proses pengepresan, ekstrusi, atau peletisasi alumina yang dikalsinasi menjadi berbagai bentuk. Bola-bola alumina yang disinter berguna untuk banyak aplikasi, termasuk penggunaan dalam lapisan katalis.
-
Tergabung: Nah, dalam prosedur ini alumina diproduksi dalam tanur busur listrik saat arus mengalir di antara elektroda karbon vertikal. Panas yang dihasilkan kemudian melelehkan aluminium oksida. Setelah itu, dihasilkan material dengan permeabilitas rendah, refraktori tinggi, dan kepadatan tinggi. Material ini ideal untuk digunakan dalam refraktori dan bahan abrasif.
-
Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia (ZTA): Dengan menambahkan 10–20% zirkonium oksida ke aluminium oksida, diperoleh alumina yang dikeraskan dengan zirkonia. Material ini dapat dicirikan oleh ketahanan aus, kekuatan, kekerasan yang tinggi, dan kemampuannya untuk menahan tekanan mekanis yang berat, ideal untuk digunakan di sebagian besar aplikasi.
Tingkatan Alumina
Berikut ini adalah tingkatan Alumina berdasarkan kandungan Al2O3:
Kemurnian tinggi (99% dan di atasnya)
-
Keramik dengan kemurnian tinggi yang biasanya memiliki alumina 99% atau lebih, merupakan pilihan yang lebih disukai untuk kondisi yang keras. Selain itu, keramik ini cocok untuk digunakan dalam industri kimia, farmasi, medis, dan elektronik.
Kemurnian kisaran menengah (95%-98%)
-
Keramik kelas menengah adalah pilihan fleksibel yang memberikan keseimbangan antara harga dan fungsionalitas. Keramik ini menawarkan ketahanan aus yang tinggi, stabilitas termal, dan daya tahan yang cukup untuk berbagai aplikasi industri. Keramik ini paling baik digunakan pada alat pemotong, segel pompa, nosel industri, dll.
-
Coba tebak? Mereka adalah pilihan yang hemat biaya untuk banyak aplikasi karena harganya yang sedikit lebih murah jika dibandingkan dengan alumina dengan kemurnian tinggi.
Kemurnian rendah (85%-94%)
-
Material dengan kemurnian rendah dibuat untuk digunakan dalam industri yang sensitif terhadap biaya dan membutuhkan kinerja yang konsisten. Material lain seperti silika atau kalsium oksida sering disertakan di dalamnya. Material ini menurunkan total biaya sekaligus mempertahankan tingkat ketahanan dan ketahanan panas yang wajar.
-
Beberapa aplikasi umum meliputi lapisan tahan aus, komponen struktural, dan suku cadang mesin industri dasar.
Manufaktur dan Pemrosesan
Tidak tahu bagaimana keramik Alumina diproduksi? Sekarang, saya akan memberi tahu Anda prosesnya. Alumina sering dikenal sebagai aluminium oksida, seperti yang saya sebutkan sebelumnya. Ini adalah zat kimia yang terdiri dari molekul aluminium dan oksigen (Al2O3).
Alumina biasanya berupa bubuk putih yang menyerupai garam dapur atau gula pasir setelah diproses dari bauksit.
Proses Bayer:
Ini dia Proses Bayer yang memiliki empat langkah berikut:
-
Awalnya, bauksit dihancurkan, dibersihkan, dan dikeringkan sebelum direndam dalam soda kaustik pada suhu tinggi.
-
Campuran tersebut kemudian disaring untuk menghilangkan kotoran, yang terkadang dikenal sebagai "lumpur merah," yang harus dibuang dengan hati-hati. Larutan alumina tambahan dipindahkan ke presipitator, yang merupakan tangki tinggi.
-
Setelah larutan panas mulai mendingin, benih aluminium hidroksida ditambahkan ke tangki pengendap. Benih aluminium hidroksida menghasilkan kristal aluminium hidroksida padat untuk mengendap. Aluminium hidroksida tenggelam ke dasar tangki dan dievakuasi.
-
Kemudian aluminium hidroksida dibersihkan dari sisa soda api dan dipanaskan kembali untuk menghilangkan kelebihan air. Setelah prosedur ini, alumina (aluminium oksida) muncul sebagai bubuk putih halus. Bentuknya persis seperti gula yang digunakan dalam pembuatan kue, tetapi cukup kuat untuk memecahkan kaca.
Penggunaan alumina dalam industri
Menurut penelitian saya, Alumina umumnya digunakan sebagai bahan tambahan dalam plastik. Zat ini juga umumnya digunakan sebagai bahan abrasif dan merupakan pengganti berlian industri yang terjangkau. Serpihan aluminium oksida menyebabkan efek pantulan pada cat otomotif.
Aplikasi alumina yang paling komprehensif adalah di kilang minyak. Di kilang minyak, kompleks aluminium oksida digunakan untuk mengubah gas limbah berbahaya hidrogen sulfida menjadi unsur sulfur. Izinkan saya memberi tahu Anda sesuatu: Ada banyak daftar kilang alumina di dunia.
Metode Terbaik untuk Pemesinan Keramik Alumina
Anda mungkin berpikir tentang cara kerja metode pemesinan keramik alumina, bukan? Saya juga telah menelitinya dengan baik. Berikut adalah temuan saya:
-
Penggilingan Berlian: Metode pemesinan yang populer untuk alumina yang disinter sepenuhnya adalah penggilingan berlian. Perkakas abrasif berlian digunakan untuk menggiling keramik yang sangat keras, secara bertahap menghilangkan material untuk membuat bentuk yang rumit dengan toleransi yang kaku.
-
Pemesinan Laser: Sinar laser berenergi tinggi digunakan dalam pemesinan laser, sebuah proses nonkontak, untuk melelehkan material. Sinar laser menguapkan material keramik di sepanjang lintasan alat. Sinar laser menghasilkan potongan tipis, lubang kecil, dan pola kompleks pada keramik alumina.
-
Pemesinan Pelepasan Listrik (EDM): EDM bekerja dengan baik dengan zat alumina konduktif dan keramik yang telah diolah dengan lapisan konduktif. Metode ini merusak alumina konduktif dalam cairan dielektrik dengan menerapkan pelepasan listrik untuk menghasilkan bentuk rumit dan detail kecil.
-
Pemesinan Ultrasonik (USM): Proses ini meliputi degradasi zat keramik alumina menggunakan getaran ultrasonik dan bubur abrasif. USM sangat cocok untuk pemesinan keramik karena memiliki tekanan termal dan mekanis yang rendah.
-
Pemesinan Hijau: Pemesinan hijau adalah proses kuat yang menggunakan peralatan pemesinan tradisional seperti penggilingan atau mesin bubut. Proses ini membantu membentuk keramik alumina yang lebih ringan dalam kondisi hijau (belum dibakar) sebelum disinter. Hasilnya adalah laju penghilangan material yang lebih tinggi dan laju pemesinan yang lebih rendah daripada keramik yang disinter sepenuhnya.
-
Pemotongan Jet Air: Ini adalah metode canggih yang menggunakan aliran air bertekanan tinggi bersama dengan zat abrasif. Metode ini membelah keramik alumina dan bentuk-bentuk yang rumit. Teknisi mesin menggunakan air bertekanan tinggi yang dipompa oleh nosel yang berisi bahan abrasif untuk memotong geometri rumit pada keramik tebal.
Plat Alumina
Saya yakin Anda akan setuju dengan saya mengenai hal ini, Advanced Ceramic Materials (ACM) menyediakan Plat Alumina yang unggul. Plat ini diproduksi dari keramik aluminium oksida (Al2O3)Pada suhu tinggi, pelat keramik alumina memiliki kekuatan dan kekerasan yang lebih tinggi. Pelat ini memiliki isolasi listrik, ketahanan aus, ketahanan kimia, dan ketahanan panas yang tinggi.
Aplikasi Keramik Alumina
Ingin tahu tentang aplikasi keramik alumina tingkat lanjut? Saya membagikan ini karena saya benar-benar yakin ini dapat membantu Anda:
-
Keramik alumina sering digunakan dalam impeller pompa tahan asam, badan pompa, lapisan pipa pembawa asam, dan katup. Hal ini dikarenakan stabilitas kimianya yang luar biasa.
-
Karena kekerasannya yang tinggi dan ketahanan aus, keramik aluminium oksida digunakan untuk membuat komponen tekstil dan pisau.
-
Aluminium oksida merupakan butiran abrasif yang paling sering digunakan dalam industri pengerjaan kayu dan pengerjaan logam.
-
Bahan keramik alumina digunakan untuk membuat busi, yang penting dalam berbagai jenis mesin.
-
Keramik alumina transparan digunakan untuk membuat lampu natrium bertekanan tinggi dan bahan jendela pendeteksi inframerah.
-
Keramik alumina, yang mengandung lebih dari 95% alumina, dapat digunakan sebagai isolator listrik yang baik. Selain itu, keramik ini memiliki rugi-rugi dielektrik yang rendah, sehingga bermanfaat untuk berbagai peralatan listrik dan elektronik.
-
Keramik alumina juga digunakan dalam cincin segel, implan medis, tabung termokopel, tabung laser dan pelindung balistik.
-
Penggunaan penting lainnya dari keramik alumina adalah substrat elektronik, isolator listrik, media penggilingan, dan komponen aus.
Perbedaan Antara Aluminium dan Alumina:
Beberapa orang bingung membedakan aluminium dan alumina, padahal keduanya memiliki beberapa perbedaan. Simbol kimia aluminium adalah Al. Aluminium merupakan unsur kimia dengan nomor atom 13. Di sisi lain, Alumina merupakan senyawa kimia dengan rumus Al2O3.
Perbedaan utama lainnya di antara keduanya adalah aluminium merupakan konduktor listrik yang baik, sedangkan alumina merupakan isolator listrik. Selain itu, aluminium sangat reaktif terhadap oksigen, asam, atau basa. Di sisi lain, alumina tidak terlalu reaktif.
Kesimpulan
Keramik alumina – tidakkah Anda berpikir keramik ini sangat mengesankan? Meskipun keramik ini memiliki karakteristik seperti kekuatan dan ketahanan panas yang luar biasa. Keramik ini mencakup berbagai macam aplikasi dan industri, karena alasan inilah keramik ini sangat serbaguna.