Objevte sílu a všestrannost hliníkové keramiky

Keramika z oxidu hlinitého patří mezi velmi žádané žáruvzdorné materiály díky své vynikající pevnosti, tvrdosti, chemické odolnosti a tepelné stabilitě. Navíc tato hustá, neporézní keramika nevykazuje při vypalování žádné problémy s praskáním.

Díky těmto vlastnostem se jedná o vynikající materiál pro výrobu součástí, jako jsou izolátory, zapalovací svíčky a kryty obvodů. Oxidy hliníku vysoké čistoty mohou mít vynikající dielektrické vlastnosti i při zvýšených teplotách.

Vysoká pevnost

Keramika z oxidu hlinitého patří k nejpevnějším technickým keramikám na trhu a vyznačuje se mimořádně vysokou mechanickou pevností (pevnost v tlaku může dosahovat až 250 000 psi). Díky tomu je vhodná pro náročné technické aplikace.

Keramicko-kovové průchodky, průchodky pro rentgenové komponenty, elektrické izolátory a průchodky, aplikace v oblasti neprůstřelných vest – to jsou jen některé z možností využití keramiky. Díky své vynikající odolnosti proti oděru a chemické pasivitě vůči většině kyselin a zásad je keramika vynikající volbou materiálu. Tyto vlastnosti ji předurčují k použití jako keramicko-kovové průchodky, elektrické izolátory a průchodky, a dokonce i k lisování do monolitických dlaždic s dvojitým nebo jednoduchým zakřivením pro výrobu neprůstřelných vest.

Keramika z oxidu hlinitého se vyrábí v různých stupních čistoty s přísadami, jejichž účelem je optimalizovat konkrétní žádoucí vlastnosti materiálu, jako jsou například oxid chromu nebo oxid manganu pro zvýšení tvrdosti či zlepšení barvy, zatímco změna jejího koeficientu tepelné roztažnosti může zmírnit vliv teplotních změn na rozměrovou stabilitu; tato vlastnost je obzvláště cenná v případě, že bude daný díl připájen na kovy.

Vynikající tepelná vodivost

Keramika z oxidu hlinitého se vyznačuje vynikající tepelnou vodivostí, která se mění nepřímo úměrně s hustotou materiálu. Čím méně dutin materiál obsahuje, tím vyšší je jeho hustota a tím pádem i tepelná vodivost.

Keramika z oxidu hlinitého se často volí pro různé účely díky své vynikající odolnosti vůči vysokým teplotám, mechanickému namáhání a chemickému rozkladu způsobenému různými druhy chemikálií.

Keramika z oxidu hlinitého Sintox CL se díky své schopnosti zastavit střelbu z ručních zbraní i projektily středního kalibru výborně hodí pro vojenské vybavení; zároveň je pokovena, což umožňuje její použití jako izolátorů, senzorů a přístrojů pro měření průtoku, rentgenových zařízení, chemických čerpadel, laserových komponentů či telekomunikačních zařízení.

Nízký koeficient tření

Keramika z oxidu hlinitého (Al₂O₃) patří k nejtvrdším dostupným technickým materiálům. Je velmi tvrdá, odolná, odolná proti oděru a vykazuje vysokou pevnost jak při pokojové teplotě, tak při zvýšených teplotách – nemluvě o tom, že je chemicky inertní a vyznačuje se vynikající odolností proti korozi.

Vstřikování je nejčastěji používanou výrobní metodou pro keramiku z oxidu hlinitého, a to díky široké škále možných tvarů dílů. Odborníci nejprve vyrobí vstřikovací formu přizpůsobenou konkrétnímu výrobku a poté do její dutiny vstříknou prášek z oxidu hlinitého, který se slinováním přemění na kompaktní tělesa.

Bylo zjištěno, že 3D tištěný oxid hlinitý vykazuje extrémně nízká zbytková napětí, čehož bylo dosaženo pomocí multimateriálového přístupu, při kterém se v rámci tiskové podložky vrství různé materiály. To umožňuje přizpůsobit zbytková napětí a dosáhnout vyšší pevnosti než u monolitického oxidu hlinitého, stejně jako hustoty výrazně vyšší než u běžných keramických prášků.

Samomazací vlastnosti

Jednou z nejvýraznějších vlastností keramiky z oxidu hlinitého jsou její samomazací vlastnosti. Během používání vytváří na místě mazací film, který může výrazně snížit tření a opotřebení – což je ideální pro aplikace, které vyžadují pevnost, odolnost proti korozi a chemickou inertnost.

Zlepšení mazacích vlastností keramického materiálu z oxidu hlinitého lze dosáhnout různými způsoby. Pevná maziva lze přidávat přímo do jeho matrice; tato metoda je však nákladná i časově náročná. Alternativní strategií by bylo vytvoření kompozitních keramických materiálů z oxidu hlinitého s přímo zabudovanými mazivy přizpůsobenými konkrétním požadavkům.

Při této metodě se keramika z oxidu hlinitého vyplňuje mikrokapslemi naplněnými lubrikačními polymery, které se následně vakuově impregnují do porézní keramiky z oxidu hlinitého, čímž vznikají porézní struktury obsahující tyto polymery. Makroskopické experimenty s třením prokázaly vynikající lubrikační vlastnosti. Navíc bylo možné dosáhnout vyšší pevnosti bez nutnosti použití pevných maziv. Obsah vlhkosti hraje rovněž významnou roli ve výkonu keramiky z oxidu hlinitého; společnost LECO Corporation nabízí přesný analyzátor pro stanovení vlhkosti, který přesně měří obsah vlhkosti v materiálech, jako je tato keramika z oxidu hlinitého a další.

Vynikající rozměrová stabilita

Keramika z oxidu hlinitého se vyznačuje výjimečnou rozměrovou stabilitou, což výrobcům elektroniky usnadňuje dosahovat kvalitních výkonů i v náročných podmínkách – díky tomu je keramika z oxidu hlinitého ideální volbou materiálu pro moduly IGBT s vyššími požadavky na výkon.

Keramika z oxidu hlinitého je známá svou výjimečnou odolností proti oděru a opotřebení, díky čemuž je vhodná pro výrobky vystavené silnému opotřebení, jako jsou vysokovakuová zařízení a vědecké přístroje – například izolátory sond snímačů –, ale také kelímky používané při tažení skla nebo trubky pecí.

Keramika z oxidu hlinitého se může vyrábět různými postupy, avšak vstřikování se jeví jako optimální způsob pro aplikace ve vysoce výkonné elektronice. Tento proces zahrnuje návrh a výrobu forem před samotným vstřikováním, odstranění pojiva ze suroviny a následné vypalování za účelem vytvoření konečného produktu. Díky této flexibilní výrobní metodě jsou výrobci schopni vyrábět substráty na míru, přizpůsobené konkrétním potřebám zákazníků.

Mimořádně univerzální

Výrobky z oxidu hlinitého společnosti ACE Ceramic lze pomocí různých technik spojování a tváření přizpůsobit tak, aby přesně splňovaly požadavky vašeho konkrétního použití. Pro úpravu určitých vlastností, jako je tvrdost, tepelná stabilita, elektrická vodivost nebo lomová houževnatost, lze také přidávat přísady; mezi běžně používané přísady patří oxid manganu, oxid křemičitý nebo oxid zirkoničitý.

Keramika z oxidu hlinitého využívá jako hlavní surovinu vysoce čistý oxid hlinitý, který se získává z bauxitové rudy a zušlechťuje se slinováním – při kterém se částice oxidu hlinitého spojují do pevné hmoty, kterou lze následně použít k tvarování výrobku metodami, jako je lití z kaše, extruzní tváření nebo vstřikování.

PSZTA (porcelán-silikát-zirkon), jedna z nejuniverzálnějších forem hliníkové keramiky, se skládá z nejméně 90% čistého oxidu hlinitého s přidanými částicemi zirkonu, které zvyšují pevnost a lomovou houževnatost – díky čemuž je tento materiál vhodný pro vysokoteplotní aplikace, jako je výroba trubek nebo polovodičových součástek.