A cerâmica de alumina é um material indispensável na indústria moderna, e a dureza é uma de suas características mais marcantes. Neste artigo, discutiremos a dureza da cerâmica de alumina e ajudaremos você a compreender essa importante característica sob todos os aspectos.
Qual é a dureza da cerâmica de alumina?
A dureza é um indicador importante da capacidade de um material de resistir a deformações localizadas ou arranhões. Em materiais cerâmicos, a alta dureza pode afetar a vida útil e a resistência ao desgaste do produto.
A dureza da alumina é muito superior à de muitos materiais cerâmicos, sendo um material superduro, perdendo apenas para o diamante.
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Tipo de dureza |
Padrão de teste |
Condições de teste |
Alcance típico |
Pureza de Al₂O₃ aplicável |
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Dureza de Mohs |
ASTM D785 |
Método Scratch (escala relativa de 1 a 10) |
9 (nível coríndon) |
90%-99.9% Al₂O₃ |
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Dureza Vickers (HV) |
ISO 6507 / ASTM C1327 |
Carga: 0,1-10 kgf, indentador de diamante |
1500-2000 HV₁ |
96%-99,9% Al₂O₃ |
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Dureza Knoop (HK) |
ASTM C1326 |
Carga: 0,1-1 kgf, indentador de diamante alongado |
1400-1800 HKD₀.₅ |
90%-99,5% Al₂O₃ |
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Dureza Rockwell (HRA) |
ASTM E18 |
Carga: 60 kgf, indentador cônico de diamante |
80-90 HRA |
85%-99% Al₂O₃ |
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Dureza Rockwell (HR45N) |
ASTM E18 |
Carga: 45 kgf, superficial Rockwell |
70-85 HR45N |
85%-95% Al₂O₃ |
- Dureza de Mohs da Alumina: 9
- Dureza Vickers de Alumina: 15~20 GPa
A razão para a alta dureza da cerâmica de alumina
A alta dureza da cerâmica de alumina é determinada por vários fatores:
Estrutura Cristalina
A cerâmica de alumina é uma estrutura de coríndon com um arranjo atômico muito preciso e uma força de ligação muito alta, o que é um dos fatores para sua alta dureza.
Força de ligação química
Na microestrutura da alumina, ligações iônicas e ligações covalentes são combinadas, o que torna sua estrutura interna extremamente estável e difícil de destruir.
Pureza do material
A pureza também é um fator importante que afeta a dureza da cerâmica de alumina. Alta pureza pode reduzir a interferência de impurezas na estrutura cristalina. Portanto, aluminas de alta pureza (como 99% e superiores) apresentam dureza mais elevada.
Uso da Alumina na Dureza
A alumina apresenta excelente desempenho em peças industriais resistentes ao desgaste devido à sua alta dureza e, em comparação com o aço, a resistência ao desgaste da cerâmica de alumina pode ser significativamente melhorada. A alumina pode ser transformada em diversos produtos de alta resistência ao desgaste, como rebolos, areia de moagem, rolamentos, revestimentos de fornos de alta temperatura, peças de motores, etc.
- Fosco
- Rolamentos mecânicos
- Revestimento de forno de alta temperatura
- Componentes do motor
- Ferramentas de corte
- Peças da válvula da bomba
- Substrato
- Implantes articulares artificiais
Método de teste para dureza de cerâmica de alumina
Dureza de Mohs da Alumina
O teste de dureza de Mohs é um método de avaliação da dureza de um material pela observação de um risco em sua superfície. A cerâmica de alumina tem uma dureza de Mohs de 9, ligeiramente inferior à do diamante, que é de 10, mas suficiente para riscar facilmente vidro e outros materiais mais macios.
Dureza Vickers de alumina
O teste de dureza Vickers utiliza uma pirâmide de diamante para pressionar a superfície do material, medindo sua área de indentação para calcular o valor da dureza. A dureza Vickers da cerâmica de alumina é de 15 a 20 GPa, o que demonstra que a alumina possui uma resistência à compressão muito forte.
Como melhorar a dureza da cerâmica de alumina?
1. Usando cerâmica de alumina de maior pureza, as impurezas são reduzidas e a dureza da cerâmica de alumina será maior
2. Otimizar o processo de sinterização, como usar prensagem a quente ou sinterização por micro-ondas para melhorar a densidade
3.A adição de modificadores, como a adição de uma quantidade apropriada de óxido de zircônio e outros materiais, pode aumentar ainda mais a dureza e a tenacidade da alumina
Conclusão
As cerâmicas de alumina desempenham um papel fundamental na indústria devido ao seu excelente desempenho de dureza. A alta dureza não só prolonga a vida útil do produto, como também melhora a eficiência do trabalho. Agradecemos a leitura deste artigo.
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Perguntas frequentes
Qual é a dureza da cerâmica de alumina?
A dureza Mohs da alumina é 9 e a dureza Vickers é 15~20 GPa.
A cerâmica de alumina é mais dura que o aço?
Sim, as cerâmicas de alumina são muito mais duras que a maioria dos aços, mas você precisa estar ciente de que as cerâmicas de alumina são menos resistentes.
Em quais cenários as cerâmicas de alumina de alta dureza são usadas principalmente?
A alta dureza da alumina é muito adequada para diversas peças resistentes ao desgaste, peças de alta temperatura e equipamentos médicos.