Wenn Sie mit Pumpen, \u00d6fen, Elektronik oder irgendetwas anderem zu tun haben, das schneller verschlei\u00dft, als es sollte, sind Sie bereits mit Aluminiumoxidkeramik in Ber\u00fchrung gekommen. Vielleicht haben Sie es nicht so genannt. Vielleicht haben Sie es einfach als \u201cdas harte wei\u00dfe Teil, das l\u00e4nger h\u00e4lt als das Metall drumherum\u201d bezeichnet. Das ist durchaus nachvollziehbar. Ich habe Jahre damit verbracht, Aluminiumoxid zu spezifizieren, Fehler zu beheben und gelegentlich dar\u00fcber zu diskutieren, und ich kann Ihnen Folgendes sagen: Es ist nicht die auff\u00e4lligste technische Keramik im Regal. Es ist die, die tats\u00e4chlich zum Einsatz kommt.<\/p>\n
Alumina ist Aluminiumoxid, Al\u2082O\u2083. In Industrieteilen wird es zu einer dichten Keramik gesintert, die hart, elektrisch isolierend, chemisch best\u00e4ndig und \u00fcberraschend vielseitig ist. Diese Kombination ist der Grund, warum es in so vielen Anlagen zum Einsatz kommt. Siliziumkarbid mag in puncto W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit die Nase vorn haben. Zirkonoxid mag in puncto Z\u00e4higkeit die Nase vorn haben. Aluminiumoxid punktet jedoch bei den \u201clangweiligen\u201d, aber entscheidenden Faktoren: Verf\u00fcgbarkeit, Kosten, Bearbeitbarkeit im Rohzustand und einem Eigenschaftsprofil, das an vielen Stellen gleichzeitig \u201egut genug\u201c ist.<\/p>\n
Die Leute sprechen von \u201cAluminiumoxid\u201d, als handele es sich um ein einziges Material. Das ist es aber nicht. Eine Verschlei\u00dfplatte vom Typ 95% und ein Vakuumbauteil vom Typ 99.8% sind zwar verwandt, aber keine Zwillinge.<\/p>\n
Niedrigere Industriequalit\u00e4ten, oft im Bereich von 92\u201396%, sind die \u201eArbeitstiere\u201c bei der Abriebfestigkeit. Dazu geh\u00f6ren Auskleidungen, D\u00fcsen, Mahlk\u00f6rper, Ventilscheiben, Textilf\u00fchrungen und allgemeine elektrische Isolatoren. Die Dichte liegt in der Regel bei 3,6\u20133,75 g\/cm\u00b3. Die Festigkeit ist solide, die H\u00e4rte hoch, und der Preis ist angemessen, wenn gro\u00dfe Mengen ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n
Bei Werten von 99,5\u201399,81 TP3T sinkt die Glasphase, die K\u00f6rner werden dichter, und das Material verh\u00e4lt sich zunehmend wie eine Pr\u00e4zisionskeramik. Die Dichte steigt auf etwa 3,9 g\/cm\u00b3 an. Die Biegefestigkeit liegt je nach Verarbeitung \u00fcblicherweise im Bereich von 350\u2013430 MPa. Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit verbessert sich. Die Durchschlagfestigkeit nimmt zu. Die Ausgasung nimmt ab. Das ist die gew\u00fcnschte Qualit\u00e4t f\u00fcr Hochspannungsisolatoren, Vakuumdurchf\u00fchrungen, Halbleiterkomponenten, D\u00fcnnschichtsubstrate und Hochtemperaturhalterungen, die keine chemischen Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten vertragen.<\/p>\n
Es gibt auch ultrahochreines Material. Verwenden Sie es, wenn Ihnen aufgrund von Anforderungen an Plasma, Optik oder Kontaminationsgrenzwerte keine andere Wahl bleibt. Verwenden Sie es nicht, nur weil das Datenblatt beeindruckend aussieht. H\u00f6here Reinheit kostet mehr und ist nicht automatisch f\u00fcr jede Anwendung besser geeignet.<\/p>\n
Die meisten Aluminiumoxidkeramiken entstehen zun\u00e4chst als Pulvergemisch mit Bindemitteln und werden anschlie\u00dfend durch Trockenpressen, isostatisches Pressen, Extrudieren, Schlickergie\u00dfen oder Spritzgie\u00dfen geformt. Danach folgt das Sintern, oft bei Temperaturen deutlich \u00fcber 1500 \u00b0C. Das Bauteil schrumpft, verdichtet sich und nimmt die bekannte elfenbeinfarbene oder wei\u00dfe Keramikfarbe an.<\/p>\n
Hier entscheidet sich oft \u00fcber Erfolg oder Misserfolg vieler Projekte. Die \u201eGreen Machining\u201c-Verfahren sind kosteng\u00fcnstiger als das Diamantschleifen eines gebrannten Bauteils. Bei komplexen Formen sollte die Konstruktion fr\u00fchzeitig auf den Fertigungsprozess abgestimmt werden. Wenn hohe Anforderungen an die Oberfl\u00e4cheng\u00fcte gestellt werden, sollten Schleifen, L\u00e4ppen oder Polieren nach dem Sintern eingeplant werden. Bei elektrischen Bauteilen ist die Metallisierung \u00fcblich. Bei einigen Verschlei\u00df- und Isolierkomponenten tritt Glasurbildung auf. Nichts davon ist ungew\u00f6hnlich. Es muss lediglich entschieden werden, bevor jemand ein sch\u00f6nes CAD-Modell einreicht, das sich wirtschaftlich nicht herstellen l\u00e4sst.<\/p>\n
Die H\u00e4rte steht im Vordergrund. Auf der Mohs-Skala liegt sie bei fast 9. Im Einsatz bedeutet das, dass Gleitverschlei\u00df, Abrieb durch Schl\u00e4mme sowie der Kontakt mit Dr\u00e4hten oder Fasern das Material nicht so stark angreifen wie Stahl oder Polymer.<\/p>\n
Zudem ist es ein hervorragender elektrischer Isolator. Der spezifische Volumenwiderstand liegt bei Raumtemperatur typischerweise \u00fcber 10\u00b9\u2074 Ohm\u00b7cm, und er bleibt auch bei erh\u00f6hten Temperaturen besser erhalten, als die meisten Menschen es von einem \u201ckeramischen Isolator\u201d erwarten w\u00fcrden. Aus diesem Grund werden Z\u00fcndkerzenk\u00f6rper, Leistungswiderstandskerne, Sensorgeh\u00e4use und Hochspannungsdurchf\u00fchrungen nach wie vor aus Aluminiumoxidkeramik gefertigt.<\/p>\n
Chemisch gesehen ist es best\u00e4ndig gegen eine Vielzahl von S\u00e4uren, viele Prozessfl\u00fcssigkeiten und oxidierende Atmosph\u00e4ren. Hochreine Qualit\u00e4ten k\u00f6nnen in Luft bei Temperaturen um 1600\u20131700 \u00b0C ohne Belastung eingesetzt werden, obwohl die Geometrie, thermische Gradienten und Befestigungen bei realen Bauteilen diesen Wert in der Regel senken. Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ist m\u00e4\u00dfig \u2013 je nach G\u00fcteklasse oft im Bereich von 20\u201335 W\/m\u00b7K \u2013, sodass es W\u00e4rme besser leitet als Zirkonoxid, jedoch nicht so gut wie Siliziumkarbid.<\/p>\n
Der verborgene Vorteil ist die ausgereifte Technologie. Die Hersteller wissen, wie man das Material presst, brennt, schleift und pr\u00fcft. Die Vorlaufzeiten und Werkzeugkosten sind in der Regel \u00fcberschaubarer als bei spezialisierteren Keramikarten.<\/p>\n
Zun\u00e4chst Verschlei\u00dfteile: Pumpendichtungen, Kolben, Buchsen, Zyklonauskleidungen, Rutschenauskleidungen, Sandstrahld\u00fcsen und M\u00fchlenauskleidungen. Dann elektrische Bauteile: Substrate, Isolierrohre, Z\u00fcndkomponenten, Durchf\u00fchrungen. Anschlie\u00dfend thermische Bauteile: Schutzrohre f\u00fcr Thermoelemente, Ofenm\u00f6bel, Ofenst\u00fctzen. In der Medizin- und Labortechnik wird es eingesetzt, wenn Biokompatibilit\u00e4t oder chemische Inertheit gefragt sind, extreme Z\u00e4higkeit jedoch keine Rolle spielt. In der Elektronik wird 96%-Aluminiumoxid nach wie vor gerne als praktischer Substratwerkstoff verwendet, da Pasten gut darauf haften und die Kosten im Rahmen bleiben.<\/p>\n
Ich habe dieses Muster schon unz\u00e4hlige Male beobachtet. Ein Metallsitz h\u00e4lt drei Monate. Ein Aluminiumoxidsitz h\u00e4lt ein Jahr. Eine Polymerf\u00fchrung nutzt sich ab. Eine Aluminiumoxidf\u00fchrung beh\u00e4lt ihre Ma\u00dfe bei. Das ist keine Zauberei. Das ist H\u00e4rte gepaart mit chemischer Best\u00e4ndigkeit.<\/p>\n
Es ist spr\u00f6de. Die Bruchz\u00e4higkeit liegt typischerweise bei etwa 3\u20135 MPa\u00b7m\u00bd. Wenn die Anwendung stark schlagbeanspruchend ist, Fehlausrichtungen auftritt oder Zugschocks zu erwarten sind, k\u00f6nnen Zirkonoxid oder ein z\u00e4herer Verbundwerkstoff die L\u00f6sung sein. Wenn das Bauteil hoher Hitze ausgesetzt ist, sollten Sie Aluminiumnitrid oder Siliziumkarbid in Betracht ziehen. Wenn die chemische Umgebung bei hohen Temperaturen stark alkalisch ist, f\u00fchren Sie sorgf\u00e4ltige Tests durch. Und wenn jemand versucht, por\u00f6ses oder unreines Aluminiumoxid in einem Hochvakuum- und Hochreinheitsprozess einzusetzen, halten Sie ihn davon ab. Der Name auf der Verpackung entspricht nicht dem Material in der Kammer.<\/p>\n
Ein weiterer klassischer Fehler ist die \u00fcbertriebene Festlegung der Reinheit. Ein 99,8%-K\u00f6rper in einer verschmutzten Schlammleitung ist oft nichts anderes als ein teures 96%-Bauteil.<\/p>\n
Schicken Sie nicht einfach \u201cAluminiumoxidkeramik\u201d und hoffen Sie das Beste. Geben Sie Reinheit, Dichte, Festigkeit bei Bedarf bei bestimmten Temperaturen, Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit sowie die Umgebungsbedingungen an: Medium, pH-Wert, Temperatur, Spannung, Art des Verschlei\u00dfes und ob das Bauteil St\u00f6\u00dfen ausgesetzt ist. Fragen Sie nach, ob der Lieferant von Eigenschaften im gebrannten Zustand oder von geschliffenen und polierten Eigenschaften spricht. Das ist nicht dasselbe.<\/p>\n
Wenn Sie ein Material f\u00fcr eine neue Produktlinie ausw\u00e4hlen, sollten Sie zun\u00e4chst auf Aluminiumoxid zur\u00fcckgreifen, sofern es keinen eindeutigen Grund gibt, dies nicht zu tun. Nicht ohne Grund ist es die Standard-Technikkeramik. Es ist hart, isolierend, chemisch best\u00e4ndig und wirtschaftlich sinnvoll. Wenn Zirkonoxid oder Siliziumkarbid f\u00fcr die jeweilige Anwendung besser geeignet sind, sollten Sie dies auch angeben. Das Ziel ist nicht, die ausgefallenste Keramik zu verkaufen. Das Ziel ist ein Bauteil, das im Einsatz bleibt.<\/p>\n
Das ist Aluminiumoxid. Nichts Geheimnisvolles. Nichts Trendiges. Einfach nur die wei\u00dfe Keramik, die immer wieder zum Einsatz kommt, weil sie funktioniert. Wenn Sie an Ihrem Arbeitsplatz ein Problem mit Verschlei\u00df, Isolierung oder hohen Temperaturen haben, fangen Sie dort an \u2013 und w\u00e4hlen Sie die richtige Qualit\u00e4t f\u00fcr die jeweilige Aufgabe aus, nicht nach der Brosch\u00fcre.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alumina Ceramic, Without the Fluff: What It Is, Why It Works, and When to Use It If you work around pumps, furnaces, electronics, or anything that wears out faster than it should, you have already met alumina ceramic. You may not have called it that. You may have just called it \u201cthat hard white part… Weiterlesen \u00bbAluminiumoxidkeramik \u2013 Was sie ist, warum sie funktioniert und wann man sie einsetzt<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"off","neve_meta_content_width":70,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[12],"tags":[],"class_list":["post-218","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/218","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=218"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/218\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":219,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/218\/revisions\/219"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=218"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=218"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramic.net\/de_ch\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=218"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}