알루미나 세라믹이란?
알루미늄 산화물(Al ₂ O ∝)로도 알려진 알루미늄 산화물 세라믹은 산업용 산화물 세라믹 범주에 속하는 고성능 무기 비금속 소재입니다. 매우 높은 경도, 높은 열전도율, 우수한 기계적 강도, 우수한 내식성으로 인해 많은 세라믹 소재 중에서도 두각을 나타내며 구조, 마모 및 부식성 환경에서 가장 널리 사용되는 세라믹 소재 중 하나입니다.
1, 기본 정의 및 구성
산화알루미늄 세라믹은 α - Al ₂ O3를 주 결정으로 하는 세라믹 재료이며, Al ₂ O3 함량은 일반적으로 75%에서 99.99% 사이입니다. 알루미나 세라믹은 성분의 Al ₂ O3 함량에 따라 "75 세라믹"(Al ₂ O3 함량 약 75%)과 같은 다양한 등급으로 분류할 수 있습니다, "85 세라믹"(Al ₂ O3 함량 약 85%), "95 세라믹"(Al ₂ O3 함량 약 95%), "99 세라믹"(Al ₂ O3 함량 약 99%) 등으로 분류할 수 있습니다. 산업에서 알루미나는 일반적으로 보크사이트(Al ₂ O ∝-3H ₂ O)와 보에마이트에서 제조됩니다. 순도 요구 사항이 낮은 알루미나의 경우 화학적 방법으로 제조할 수 있습니다.
2, 준비 과정
알루미나 세라믹의 제조 공정은 주로 건식 프레스, 사출 성형, 겔 주조 등 다양합니다.
건식 프레스: 이것은 알루미나 세라믹을 제조하는 전통적인 방법입니다. 이 공정은 원료를 혼합하고 분쇄하는 것으로 시작하여 건식 프레스 장비를 사용하여 미세 분말을 압축 성형한 다음 고온 소결 기술을 통해 완제품을 생산합니다. 이 방법으로 생산된 알루미나 세라믹은 밀도와 경도가 높지만 상대적으로 원가가 높고 완제품에 균열이나 변형 문제가 발생하기 쉽습니다.
사출 성형: 압축 성형이라고도 하는 사출 성형은 알루미나 세라믹 분말을 플라스틱에 혼합하고 사출 성형기를 사용하여 고온 가공 및 성형한 다음 고온 소결을 적용하는 방식입니다. 이 공정은 더 복잡한 구조를 형성하고 성형 단계에서 균열이 적게 발생할 수 있지만 사출 성형기의 운영 비용이 높고 플라스틱 혼합 과정에서 불순물이 유입될 수 있습니다.
젤 주조: 화학적 액상 반응을 기반으로 알루미나 세라믹을 제조하는 방식입니다. 먼저 알루미나 솔을 준비한 다음 금형에서 응고 및 성형하고 마지막으로 고온 소결을 통해 알루미나 세라믹을 얻습니다. 이 방법으로 생산된 알루미나 세라믹은 밀도와 순도가 높을 뿐만 아니라 기계적 특성과 내식성이 우수합니다. 하지만 제조 주기가 길고 필요한 장비 비용이 높다는 단점이 있습니다.
3, 성능 특성
높은 경도와 내마모성: 알루미나 세라믹은 경도가 매우 높으며 다이아몬드 연삭으로만 가공할 수 있습니다. 내마모성이 매우 강하고 기계적 마모 후에도 원래 구조를 유지할 수 있어 강철 및 텅스텐 카바이드 공구보다 더 단단합니다.
높은 온도 안정성: 알루미나 세라믹은 최대 섭씨 1650도의 대기 환경과 최대 섭씨 2000도의 진공 환경에서 사용할 수 있습니다. 섭씨 1000도에서도 상온에서 50%의 인장 강도를 유지할 수 있으며, 상온으로 돌아온 후에도 강도는 변하지 않습니다.
내식성: 알루미나 세라믹은 고온에서 산과 염기에 대한 내식성을 가지며 황산, 염산, 질산과 같은 강산과 수산화나트륨, 수산화칼륨과 같은 강염기를 포함한 다양한 강산, 염기 및 유기 용매의 침식에 저항할 수 있습니다. 동시에 알코올, 케톤, 에테르와 같은 유기 용매에 대한 내식성도 우수합니다.
단열: 알루미나 세라믹은 전기 저항이 높고 낮은 열충격을 견딜 수 있습니다. 유전체 특성으로 인해 좋은 절연 재료가 되었으며 전류가 통과할 수 없습니다.
기타 속성: 알루미나 세라믹은 또한 기밀성이 우수하고 밀도가 낮으며(부피에 따라 증가) 기타 특성이 있습니다.
4, 응용 분야
알루미나 세라믹은 독특한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
기계 제조: 세라믹 베어링, 세라믹 슬라이더 등과 같은 정밀 기계 부품과 스탬핑 금형, 사출 금형 등과 같은 고정밀 및 내마모성 금형 제작에 사용됩니다.
화학 시스템: 다양한 반응 용기 및 파이프라인, 화학 펌프의 부품 등으로 사용되어 부식과 마모에 강합니다.
전자 산업: 고온 단열 특성을 활용하여 열전대 슬리브 및 보호 튜브, 고체 일체형 전기로 기판 소켓, 쉘, 도자기 프레임 등으로 사용됩니다.
항공우주: 항공기의 안전한 비행을 보장하는 고온 부품과 내열층을 생산하는 데 사용됩니다.
기타 분야: 야금 산업의 내화 재료 및 고온 용광로 튜브, 의료 및 건강 산업의 인체 관절 등.
알루미나 세라믹은 매우 높은 경도, 우수한 기계적 강도, 우수한 내식성 및 단열성을 갖춘 고성능 세라믹 소재입니다.