Paglalapat ng α-alumina sa bagoalumina keramika
Bagama't maraming uri ng mga bagong ceramic na materyales, maaari silang halos nahahati sa tatlong kategorya ayon sa kanilang mga function at gamit: functional ceramics (kilala rin bilang electronic ceramics), structural ceramics (kilala rin bilang engineering ceramics) at bioceramics. Ayon sa iba't ibang bahagi ng hilaw na materyales na ginamit, maaari silang nahahati sa oxide ceramics, nitride ceramics, boride ceramics, carbide ceramics at metal ceramics. Kabilang sa mga ito, ang alumina ceramics ay napakahalaga, at ang hilaw na materyal nito ay α-alumina powder ng iba't ibang mga pagtutukoy.
Ang α-alumina ay malawakang ginagamit sa paggawa ng iba't ibang mga bagong ceramic na materyales dahil sa mataas na lakas, mataas na tigas, mataas na temperatura na paglaban, paglaban sa pagsusuot at iba pang mahusay na mga katangian. Ito ay hindi lamang isang powder raw material para sa advanced na alumina ceramics tulad ng integrated circuit substrates, artipisyal na hiyas, cutting tools, artificial bones, atbp., ngunit maaari ding gamitin bilang phosphor carrier, advanced refractory materials, espesyal na grinding materials, atbp. Sa pag-unlad ng modernong agham at teknolohiya, ang larangan ng aplikasyon ng α-alumina ay mabilis na lumalawak, at ang pangangailangan sa merkado ay tumataas din.
Application ng α-alumina sa functional ceramics
Mga functional na keramikasumangguni sa mga advanced na ceramics na gumagamit ng kanilang mga electrical, magnetic, acoustic, optical, thermal at iba pang mga katangian o ang kanilang mga coupling effect upang makamit ang isang partikular na function. Mayroon silang maramihang mga katangiang elektrikal tulad ng insulation, dielectric, piezoelectric, thermoelectric, semiconductor, ion conductivity at superconductivity, kaya mayroon silang maraming mga function at napakalawak na mga aplikasyon. Sa kasalukuyan, ang mga pangunahing ginagamit sa praktikal na paggamit sa isang malaking sukat ay ang insulating ceramics para sa integrated circuit substrates at packaging, automotive spark plug insulating ceramics, capacitor dielectric ceramics na malawakang ginagamit sa mga telebisyon at video recorder, piezoelectric ceramics na may maraming gamit at sensitibong ceramics para sa iba't ibang sensor. Bilang karagdagan, ginagamit din ang mga ito para sa mga high-pressure na sodium lamp na light-emitting tubes.
1. Spark plug insulating ceramics
Ang spark plug insulating ceramics ay kasalukuyang ang pinakamalaking application ng ceramics sa mga makina. Dahil ang alumina ay may mahusay na electrical insulation, mataas na mekanikal na lakas, mataas na pressure resistance at thermal shock resistance, ang alumina insulating spark plugs ay malawakang ginagamit sa mundo. Ang mga kinakailangan para sa α-alumina para sa mga spark plug ay ordinaryong low-sodium α-alumina micropowder, kung saan ang nilalaman ng sodium oxide ay ≤0.05% at ang average na laki ng particle ay 325 mesh.
2. Integrated circuit substrates at packaging materials
Ang mga keramika na ginamit bilang substrate na materyales at mga materyales sa packaging ay higit na mataas kaysa sa mga plastik sa mga sumusunod na aspeto: mataas na insulation resistance, mataas na chemical corrosion resistance, mataas na sealing, moisture penetration prevention, walang reaktibiti, at walang polusyon sa ultra-pure semiconductor silicon. Ang mga katangian ng α-alumina na kinakailangan para sa integrated circuit substrates at packaging materials ay: thermal expansion coefficient 7.0×10-6/℃, thermal conductivity 20-30W/K·m (room temperature), dielectric constant 9-12 (IMHz), dielectric loss 3~10-4 (IMHz), volume resistivity>1012-10cm14 temperature).
Sa mataas na pagganap at mataas na pagsasama ng mga integrated circuit, mas mahigpit na mga kinakailangan ang inilalagay para sa mga substrate at mga materyales sa packaging:
Habang tumataas ang henerasyon ng init ng chip, kinakailangan ang mas mataas na thermal conductivity.
Sa mataas na bilis ng elemento ng pag-compute, kinakailangan ang isang mababang dielectric na pare-pareho.
Ang thermal expansion coefficient ay kinakailangang malapit sa silikon. Ito ay naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan sa α-alumina, iyon ay, ito ay bubuo sa direksyon ng mataas na kadalisayan at kalinisan.
3. High-pressure sodium light-emitting lamp
Mga magagandang keramikagawa sa high-purity ultrafine alumina dahil ang mga hilaw na materyales ay may mga katangian ng mataas na temperatura na paglaban, paglaban sa kaagnasan, mahusay na pagkakabukod, mataas na lakas, atbp., at ito ay isang mahusay na optical ceramic na materyal. Ang transparent na polycrystalline na gawa sa high-purity alumina na may kaunting magnesium oxide, iridium oxide o iridium oxide additives, at ginawa ng atmosphere sintering at hot pressing sintering, ay maaaring makatiis sa corrosion ng high-temperature sodium vapor at maaaring magamit bilang high-pressure sodium light-emitting lamp na may mataas na kahusayan sa pag-iilaw.
Application ng α-alumina sa structural ceramics
Bilang mga inorganic na biomedical na materyales, ang mga bioceramic na materyales ay walang nakakalason na epekto kumpara sa mga metal na materyales at polymer na materyales, at may magandang biocompatibility at corrosion resistance sa biological tissues. Lalo silang pinahahalagahan ng mga tao. Ang pananaliksik at klinikal na aplikasyon ng mga bioceramic na materyales ay nabuo mula sa panandaliang pagpapalit at pagpuno hanggang sa permanenteng at matatag na pagtatanim, at mula sa biological inert na materyales hanggang sa biologically active na mga materyales at multiphase composite na materyales.
Sa mga nagdaang taon, porousalumina keramikaay ginamit sa paggawa ng mga artificial skeletal joints, artificial knee joints, artificial femoral heads, iba pang artipisyal na buto, artipisyal na mga ugat ng ngipin, bone fixation screws, at pag-aayos ng corneal dahil sa kanilang chemical corrosion resistance, wear resistance, magandang high temperature stability, at thermoelectric properties. Ang paraan para sa pagkontrol sa laki ng butas sa panahon ng paghahanda ng mga butas na alumina ceramics ay ang paghaluin ang mga particle ng alumina na may iba't ibang laki ng butil, pagpapabinhi ng foam, at pag-spray ng tuyo ang mga particle. Ang mga aluminyo plate ay maaari ding i-anodize upang makabuo ng directional nano-scale microporous channel-type pores.