Alumina Possui alta resistência, resistência ao desgaste, alta temperatura e corrosão, o que a torna amplamente utilizada! Na sociedade moderna, a alumina tornou-se um material indispensável e amplamente utilizada em todos os aspectos da nossa vida. Você sabe quais são as aplicações específicas da alumina? Se você tem curiosidade sobre as aplicações da alumina, deixe-nos levá-lo para apreciar a alumina que está mostrando seu talento em diversos setores!
Leitura adicional: O que é alumina?
Links rápidos
- Materiais Refratários
- Aplicações Eletrônicas
- Materiais Abrasivos
- Catalisadores e Suportes de Catalisadores
- Materiais Médicos
- Decoração de joias
- Equipamento militar
Materiais Refratários
A alumina é um excelente material refratário. Sua forte resistência ao calor permite que a alumina opere de forma estável em diversos ambientes agressivos. A resistência a altas temperaturas é uma propriedade crucial da alumina, permitindo que ela resista à erosão causada por temperaturas extremamente altas e ao estresse térmico.
Como um material refratário de alta qualidade, a alumina tem uma ampla variedade de produtos, que são usados principalmente em campos industriais de alta temperatura, incluindo principalmente placas resistentes ao calor, tijolos refratários, bolas de armazenamento de calor, tubos de forno de alta temperatura, etc.
Tijolos refratários de alumina
- Tijolos de alta alumina: contêm uma proporção maior de alumina, geralmente acima de 48%, usados principalmente em fornos de alta temperatura nas indústrias de aço, eletricidade, vidro e outras.
- Tijolos de alta alumina de grau especial: Este tijolo refratário tem um maior teor de alumina, geralmente acima de 80%, e tem excelente resistência ao choque térmico
- Tijolos de coríndon: O teor de alumina é superior a 90%, usado para alta refratária e algumas ocasiões de alta resistência, principalmente em altos-fornos e revestimentos de fornos de alta temperatura, etc.
Tijolos refratários de alumina - tijolos de alta alumina
Concretos refratários de alumina
- Concretos de alta alumina: compostos principalmente de alumina, cimento de aluminato e outros agregados refratários, usados principalmente para revestimento de caldeiras, fornos rotativos e outros equipamentos.
- Concretos com baixo teor de cimento: Este tipo de concreto tem alto teor de alumina e alta resistência térmica, o que é muito adequado para alguns ambientes corrosivos de alta temperatura.
Concretos Refratários de Alumina - Concretos com Baixo Teor de Cimento
Bolas refratárias de alumina
As esferas refratárias são utilizadas principalmente para encher reatores de alta temperatura nas indústrias química, petrolífera e outras. Este produto possui boa resistência ao choque térmico. Além disso, as esferas refratárias também podem ser utilizadas como suporte para fornos e materiais de filtragem.
Bolas refratárias de alumina
Placa refratária de alumina
- Sagger de forno: usado principalmente em fornos de sinterização nas indústrias de cerâmica e metalurgia do pó, ele pode proteger efetivamente os produtos do contato direto com chamas.
- Painel isolante: O painel isolante de alumina é usado principalmente em vários fornos e equipamentos de alta temperatura, e pode fornecer isolamento térmico e suporte.
Placa refratária de alumina
Tubos refratários de alumina
Os tubos refratários são principalmente tubos de proteção de termopares, mangas de elementos de aquecimento elétrico, etc., que podem suportar temperaturas extremamente altas e ambientes oxidantes.
Tubo refratário de alumina
Aplicações Eletrônicas
A alumina é amplamente utilizada na indústria eletrônica. Suas propriedades isolantes superiores permitem a passagem de pouquíssimos elétrons. Em diversas indústrias de semicondutores eletrônicos, é usada como substrato isolante, encapsulamento eletrônico, circuito de filme fino, material condutor térmico...
Como material de substrato para componentes eletrônicos, os substratos de alumina podem suportar diversos componentes eletrônicos de precisão. Além disso, também é amplamente utilizado em circuitos híbridos, módulos multichip e módulos IGBT de alta potência.
Substrato cerâmico de alumina
- Substrato cerâmico de filme espesso: pode ser usado para suportar diversos circuitos impressos, módulos eletrônicos de potência e chips de LED. Possui alto isolamento e condutividade térmica, sendo muito adequado para aplicações de alta potência.
- Substrato cerâmico de película fina: A baixa perda dielétrica da alumina pode ser usada para fazer substratos cerâmicos de película fina para circuitos de alta frequência e equipamentos de comunicação por micro-ondas.
- Substrato cerâmico multicamadas (MLCC): Este substrato é usado principalmente para construir componentes eletrônicos compactos, e múltiplas camadas de circuito podem ser integradas em um substrato cerâmico.
Substrato cerâmico de alumina
Embalagem de cerâmica de alumina
- Embalagem de circuito integrado (CI): A alumina é usada para fazer a carcaça do chip, protegendo-o de danos físicos e químicos externos, ao mesmo tempo em que fornece dissipação de calor e isolamento elétrico.
- Embalagem do Módulo de Potência: Pode ser usado em conversores e inversores de energia. Seu excelente desempenho de isolamento permite suportar altas temperaturas e altas correntes.
- Embalagem de dispositivo optoeletrônico: É usada principalmente para lasers, LEDs e sensores fotoelétricos e pode fornecer proteção de precisão e funções de dissipação de calor.
Pacote de cerâmica de alumina
Isoladores elétricos de cerâmica de alumina
- Isoladores de alta tensão: usados principalmente em transformadores, interruptores de energia e outros equipamentos, com excelentes propriedades dielétricas e alta resistência à temperatura.
- Isoladores de equipamentos eletrônicos a vácuo: usados em tubos de vácuo, aceleradores de elétrons e outros equipamentos, proporcionando excelente desempenho de isolamento.
- Isoladores de micro-ondas: usados em equipamentos de comunicação por micro-ondas e sistemas de radar para atender aos requisitos de transmissão de sinais de alta frequência.
- Na aplicação de semicondutores, a alumina também desempenha um papel fundamental. A película de alumina pode ser transformada em transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico, utilizados em circuitos de controle de potência em dispositivos eletrônicos.
- Como material de embalagem eletrônica, a alumina pode fornecer proteção e embalagem confiáveis para componentes de circuito, evitando que o ambiente externo danifique componentes eletrônicos de precisão.
Isoladores elétricos de cerâmica de alumina
Dissipador de calor de cerâmica de alumina
A alumina possui condutividade térmica relativamente alta e baixo coeficiente de expansão térmica, tornando-se um material ideal para dissipadores de calor. Dissipadores de calor cerâmicos são usados principalmente em diversos módulos eletrônicos de alta potência, lâmpadas LED, lasers semicondutores e outros equipamentos que exigem dissipação de calor eficiente.
Radiador de cerâmica de alumina
Elemento sensor de cerâmica de alumina
- Base do sensor de temperatura: a alumina tem forte estabilidade e é frequentemente usada como componente de suporte para termopares e termistores.
- Base do sensor de gás: A cerâmica de alumina pode ser usada como base do sensor de gás para fazer sensores de oxigênio, dióxido de carbono e gases combustíveis.
- Substrato do sensor de pressão: As propriedades mecânicas superiores da cerâmica de alumina podem fornecer alta resistência, alta rigidez e desempenho de isolamento, e são usadas principalmente nos campos industrial e automotivo.
Elemento sensor de cerâmica de alumina
Materiais Abrasivos
A alumina tem uma dureza alta, comparável ao diamante, o que lhe garante uma forte qualidade de trabalho e eficiência quando usada como material de moagem, e se destaca entre muitos materiais.
Por ser uma cerâmica altamente plástica, a alumina pode ser projetada em uma variedade de formatos que facilitam a retificação, como a sinterização em esferas e esferas de retificação. Elas possuem textura uniforme, podem trabalhar de forma estável por um longo tempo e são adequadas para retificar e polir diversos materiais.
Quando a alumina está presente na forma de partículas em pó, ela pode ser transformada em areia fosca. O pó de alumina é amplamente utilizado em diversos tratamentos de superfície devido à sua distribuição fina do tamanho das partículas e ao seu efeito de moagem uniforme. Como abrasivo, a alumina pode polir a superfície metálica para restaurar seu brilho; também pode polir pedras e vidros, conferindo-lhes uma textura rica.
Resumindo, a alumina como abrasivo pode atender aos altos padrões de tratamento de superfície em vários setores!
Leitura adicional: Abrasivo de óxido de alumínio vs. abrasivo de carboneto de silício
Areia de Alumina
- Coríndon marrom (BFA): Contém cerca de 90%-96% de alumina. É um abrasivo com alta dureza e alta tenacidade. É usado principalmente para retificação pesada, polimento de superfícies e jateamento de areia.
- Coríndon branco (WFA): Seu teor de alumina é superior a 99%, com maior dureza e pureza. O coríndon branco é usado principalmente para processamento de alta precisão, como retificação de carbonetos e aço para ferramentas.
- Coríndon monocristalino: Possui alta tenacidade e desempenho anti-quebra, sendo muito adequado para retificação de alta velocidade e corte pesado.
- Zircônio coríndon: Óxido de zircônio é adicionado para torná-lo mais tenaz. É usado principalmente para desbaste pesado e corte de materiais de alta tenacidade, como aço inoxidável e ligas de titânio.
Óxido de alumínio fosco
Abrasivos revestidos de alumina
Lixas e cintas abrasivas: São revestidas com partículas de óxido de alumínio e são usadas principalmente para retificação manual, retificação mecânica e acabamento de superfícies.
- Discos de polimento: comumente usados em processos de tratamento de superfícies como metal, madeira e plástico.
- Abrasivos em espiral: adequados para retificação flexível, especialmente para retificar algumas superfícies curvas e irregulares.
Lixa de óxido de alumínio
Catalisadores e Suportes de Catalisadores
A alumina pode participar diretamente de reações catalíticas como um catalisador ou pode ser usada como um transportador de catalisador para suportar e dispersar componentes catalíticos para aumentar a taxa de reações catalíticas.
Quando a alumina é usada como catalisador, os sítios ativos em sua superfície podem promover reações químicas e reduzir a energia de ativação necessária para a reação. Algumas aluminas cristalinas (γ-Al2O3) possuem uma estrutura porosa. Esses poros são propícios à adsorção e adesão de reagentes e também podem promover a reação catalítica.
Pode ser usado como catalisador devido às diversas propriedades da alumina. A alumina é capaz de suportar as altas temperaturas geradas durante a reação e também a corrosão causada pela maioria dos produtos químicos. Ao mesmo tempo, a estrutura porosa proporciona espaço de adesão suficiente para os componentes ativos do catalisador, o que pode efetivamente melhorar a eficiência catalítica.
Transportador de catalisador
- Transportador de catalisador de metal precioso: Por exemplo, em reações de craqueamento de petróleo, hidrodessulfurização e hidrogenação, transportadores de alumina podem dispersar metais preciosos (como platina, paládio e ródio) na superfície para aumentar a eficiência da reação.
- Transportador de catalisador de síntese industrial: Por exemplo, transportadores de catalisador à base de ferro ou cobre usados na síntese de amônia e síntese de metanol, a maior área de superfície específica da alumina pode promover a transferência de massa dos gases de reação.
- Transportador de catalisador de tratamento de exaustão: usado principalmente em processadores de exaustão de automóveis e suporta catalisadores de três vias (TWC) para obter conversão simultânea de NOx, CO e HC.
Transportador de catalisador de metal precioso
Catalisador Direto
- Partículas de catalisador de alumina: a alumina pode ser usada diretamente como um catalisador ácido no craqueamento catalítico (FCC) e na isomerização de hidrocarbonetos.
- Catalisador de decloração de alumina: Este catalisador é amplamente utilizado em reações de remoção de cloreto e é muito adequado para plantas petroquímicas.
- Catalisador de desfluoração de alumina: Este é um catalisador comum para remoção de íons de flúor da água potável e de águas residuais industriais na vida diária.
Alumina ativada
- Dessecante: Usado principalmente para secar gases industriais como nitrogênio, oxigênio, hidrogênio ou GNL, produtos petroquímicos e outros líquidos. Pode absorver a umidade do ar para atingir um ponto de orvalho baixo (abaixo de -40 °C).
- Agente desidratante de adsorção: pode ser usado em gás natural, dispositivos de adsorção por oscilação de pressão (PSA) e equipamentos de separação de ar.
- Purificador de ar: usado principalmente para remover poluentes do ar, como vapor de água, névoa de óleo e compostos orgânicos.
Alumina ativada
Materiais Médicos
A alumina tem boa biocompatibilidade, o que significa que ela se adapta bem à indústria médica e pode ser usada como articulações artificiais, implantes, etc. para existir de forma estável no corpo humano.
Além de implantes, a alumina também pode ser usada como carreadora e adjuvante para medicamentos, melhorando efetivamente a solubilidade e a estabilidade dos medicamentos.
Com o desenvolvimento da nanotecnologia, os nanomateriais de alumina também estão brilhando na área médica. Suas características de não toxicidade, degradabilidade e forte liberação sustentada permitem seu uso como carreador para medicamentos contra o câncer. Em suma, a alumina oferece inúmeras perspectivas na indústria médica.
Implantes
Cabeça de quadril: como a cabeça esférica usada na cirurgia de substituição do quadril.
Implantes dentários: podem ser usados como peças de substituição das raízes dos dentes.
Implantes espinhais: como implantes em reparo da coluna, próteses de disco intervertebral, etc.
Cabeça femoral de alumina
Materiais Dentários
- Odontológico: A alumina pode ser usada para fazer coroas, pontes, etc.
- Aparelhos ortodônticos: podem substituir os braquetes metálicos e são mais bonitos
Coroa de alumina
Biossensores
- Substrato de alumina: usado para fazer chips de biossensores, usados principalmente para detectar moléculas biológicas, como açúcar no sangue e ácido lático.
- Sensores de nanoalumina: podem ser usados para detecção de alta sensibilidade, muito adequados para diagnóstico médico e desenvolvimento de medicamentos.
Decoração de joias
Os principais componentes dos rubis e safiras comumente encontrados no mercado também são α-alumina. Essas duas gemas são amplamente utilizadas em diversas joias e presentes culturais para torná-las ainda mais bonitas!
Equipamento militar
A alumina pode ser utilizada em diversas aplicações militares. Como cerâmica à prova de balas, sua excelente dureza e custo-benefício ocupam um lugar importante no campo dos modernos equipamentos à prova de balas. A alumina pode ser utilizada como material compósito para a fabricação de coletes e veículos à prova de balas em equipamentos militares, ou como revestimento de barreira térmica para proteger peças-chave, reduzindo o impacto e as altas temperaturas.
Equipamento de proteção
- Placa de cerâmica à prova de balas: É uma placa à prova de balas muito econômica que pode ser usada em coletes à prova de balas militares e equipamentos de proteção tática, proporcionando excelente desempenho antibalístico.
- Placa de proteção cerâmica para veículos blindados: Possui desempenho relativamente abrangente e pode ser usada na blindagem externa de veículos como tanques e veículos blindados de transporte de pessoal. Pode absorver e dispersar eficazmente a força de impacto.
Placa à prova de balas de alumina
Resumir
Sendo uma das cerâmicas mais utilizadas na sociedade moderna, a alumina tem sido aplicada em todos os aspectos da sociedade. Os exemplos listados acima são apenas a ponta do iceberg das aplicações da alumina! Após um profundo conhecimento da alumina, acreditamos que ela poderá ajudá-lo em muitas aplicações.
Leitura adicional: O óxido de alumínio é tóxico?