Alümina seramik, modern endüstrinin vazgeçilmez bir malzemesidir ve sertliği, öne çıkan özelliklerinden biridir. Bu yazıda, alümina seramiklerin sertliğini ele alacak ve bu önemli özelliği tüm yönleriyle anlamanıza yardımcı olacağız.
Alümina Seramiklerin Sertliği Nedir?
Sertlik, bir malzemenin lokal deformasyona veya çizilmelere karşı direncinin önemli bir göstergesidir. Seramik malzemelerde yüksek sertlik, ürünün kullanım ömrünü ve aşınma direncini etkileyebilir.
Alüminanın sertliği birçok seramik malzeme arasında oldukça üstündür ve elmastan sonra ikinci en sert malzemedir.
Sertlik Türü |
Test Standard |
Test Koşulları |
Tipik Aralık |
Uygulanabilir Al₂O₃ Saflığı |
Mohs Sertliği |
ASTM D785 |
Scratch yöntemi (göreceli ölçek 1-10) |
9 (korindon seviyesi) |
90%-99.9% Al₂O₃ |
Vickers Sertliği (HV) |
ISO 6507 / ASTM C1327 |
Yük: 0,1-10 kgf, elmas girintili |
1500-2000 HV₁ |
96%-99.9% Al₂O₃ |
Knoop Sertliği (HK) |
ASTM C1326 |
Yük: 0,1-1 kgf, uzun elmas girinti |
1400-1800 HK₀.₅ |
90%-99.5% Al₂O₃ |
Rockwell Sertliği (HRA) |
ASTM E18 |
Yük: 60 kgf, elmas koni girintili |
80-90 HRA |
85%-99% Al₂O₃ |
Rockwell Sertliği (HR45N) |
ASTM E18 |
Yük: 45 kgf, yüzeysel Rockwell |
70-85 HR45N |
85%-95% Al₂O₃ |
- Alümina Mohs Sertliği:9
- Alümina Vickers sertliği: 15~20 GPa
Alümina Seramiklerin Yüksek Sertliğinin Nedeni
Alümina seramiklerin yüksek sertliği çeşitli faktörler tarafından belirlenir:
Kristal Yapısı
Alümina seramikler, çok hassas atom dizilimine sahip, çok yüksek bağ mukavemetine sahip bir korindon yapısıdır ve bu da yüksek sertliğinin sebeplerinden biridir.
Kimyasal Bağ Gücü
Alüminanın mikro yapısında iyonik bağlar ve kovalent bağlar bir arada bulunduğundan iç yapısı son derece kararlıdır ve parçalanması zordur.
Malzeme Saflığı
Saflık, alümina seramiklerin sertliğini etkileyen önemli bir faktördür. Yüksek saflık, kristal kafes üzerindeki kirliliklerin etkisini azaltabilir. Bu nedenle, yüksek saflıktaki alümina (99% ve üzeri gibi) daha güçlü bir sertliğe sahiptir.
Alüminanın Sertlikteki Kullanımı
Alümina, yüksek sertliği sayesinde endüstriyel aşınmaya dayanıklı parçalarda mükemmel performans gösterir ve çeliğe kıyasla alümina seramiklerin aşınma direnci birkaç kat artırılabilir. Alümina, taşlama taşları, taşlama kumu, yataklar, yüksek sıcaklık fırın astarları, motor parçaları vb. gibi çeşitli yüksek aşınma dirençli ürünlere dönüştürülebilir.
- Buzlu
- Mekanik yataklar
- Yüksek sıcaklık fırın astarı
- Motor bileşenleri
- Kesici aletler
- Pompa vana parçaları
- Alt tabaka
- Yapay eklem implantları
Alümina Seramiklerin Sertliği için Test Yöntemi
Alümina Mohs Sertliği
Mohs sertlik testi, bir malzemenin yüzeyindeki çizikleri gözlemleyerek sertliğini değerlendirme yöntemidir. Alümina seramiğin Mohs sertliği 9'dur; bu, elmasın 10'luk sertliğinden biraz daha düşüktür, ancak cam ve diğer yumuşak malzemeleri kolayca çizebilecek kadar yeterlidir.
Alümina Vickers sertliği
Vickers sertlik testi, malzemenin yüzeyine bir elmas piramit bastırarak girinti alanını ölçerek sertlik değerini hesaplar. Alümina seramiklerin Vickers sertliği 15-20 GPa'dır ve bu, alüminanın çok güçlü bir basınç direncine sahip olduğunu gösterir.
Alümina Seramiklerin Sertliği Nasıl İyileştirilir?
1. Daha yüksek saflıkta alümina seramikler kullanıldığında, safsızlıklar azalır ve alümina seramiklerin sertliği daha yüksek olur.
2. Yoğunluğu artırmak için sıcak presleme veya mikrodalga sinterleme gibi sinterleme işlemlerini optimize edin
3. Uygun miktarda zirkonyum oksit ve diğer malzemelerin eklenmesi gibi değiştiricilerin eklenmesi, alüminanın sertliğini ve tokluğunu daha da artırabilir.
Çözüm
Alümina seramikler, mükemmel sertlik performanslarıyla endüstride önemli bir rol oynar. Yüksek sertlik, ürünün kullanım ömrünü uzatmanın yanı sıra iş verimliliğini de artırır. Bu makaleyi okuduğunuz için teşekkür ederiz.
Seramik malzemeler hakkında daha fazla bilgi edinin
SSS
Alümina seramiklerin sertliği nedir?
Alüminanın Mohs sertliği 9, Vickers sertliği ise 15~20 GPa’dır.
Alümina seramik çelikten daha mı serttir?
Evet, alüminyum seramikler çoğu çelikten çok daha serttir, ancak alüminyum seramiklerin daha az sert olduğunu da bilmelisiniz.
Yüksek sertlikteki alümina seramikler esas olarak hangi senaryolarda kullanılır?
Alüminanın yüksek sertliği, çeşitli aşınmaya dayanıklı parçalar, yüksek sıcaklık parçaları ve tıbbi ekipmanlar için çok uygundur.