Инжекционное формование оксида алюминия Al2O3: свойства и применение
Обзор материала оксида алюминия (Al2O3)
Оксид алюминия Al2O3, также известный как корунд, является универсальным керамическим материалом, широко используемым в различных отраслях благодаря своим исключительным свойствам. Это керамическое соединение, состоящее из атомов алюминия и кислорода, характеризующееся высокой твердостью, отличной тепло- и электроизоляцией, стойкостью к коррозии и превосходной механической прочностью. Оксид алюминия Al2O3 известен своей способностью выдерживать экстремальные температуры, что делает его пригодным для применения как в высокотемпературных, так и в криогенных условиях.
Керамические детали из оксида алюминия Al2O3 для литья керамики методом инжекции (CIM) находят применение в различных отраслях, включая аэрокосмическую, автомобильную, электронную, медицинскую и химическую промышленность. Их исключительные свойства делают их подходящими для использования в компонентах, таких как износостойкие детали, электрические изоляторы, режущие инструменты, подложки для электронных устройств и тигли для высокотемпературных процессов.
Классификация оксида алюминия Al2O3
В классификации керамики керамика из оксида алюминия Al2O3 делится по уровню чистоты и кристаллической структуре. Уровни чистоты варьируются от 90% до 99,99%, причем более высокие степени чистоты демонстрируют улучшенные механические и электрические свойства. Кристаллические структуры подразделяются на альфа, гамма и тета-оксид алюминия, каждая из которых обладает уникальными характеристиками.
Альфа-оксид алюминия является наиболее распространенной формой и обладает отличной механической прочностью, твердостью и износостойкостью. Гамма-оксид алюминия характеризуется повышенной химической стабильностью и устойчивостью к термическому шоку, что делает его подходящим для использования в агрессивных химических средах. Тета-оксид алюминия — метастабильная фаза с уникальными свойствами, используемая преимущественно в специализированных областях.
Свойства и применения оксида алюминия Al2O3
Оксид алюминия Al2O3 обладает выдающимися механическими свойствами, включая высокую твердость, жесткость и прочность на сжатие. Он характеризуется низким коэффициентом теплового расширения, отличной термостойкостью и исключительными электроизоляционными свойствами. Кроме того, материал химически инертен, устойчив к коррозии и биосовместим.
Механические свойства оксида алюминия Al2O3
Конкретный класс | Плотность (г/см³) | Твердость (по Моосу) | Прочность на сжатие (МПа) | Прочность на растяжение (МПа) | Модуль Юнга (ГПа) |
|---|---|---|---|---|---|
Класс А | 3.97 | 9 | 4000 | 300 | 380 |
Класс B | 3.95 | 8.5 | 3500 | 280 | 360 |
Класс C | 3.90 | 8 | 3000 | 260 | 340 |
Класс D | 3.85 | 7.5 | 2500 | 240 | 320 |
Физические свойства оксида алюминия Al2O3
Конкретный класс | Температура плавления (°C) | Температура кипения (°C) | Плотность (г/см³) | Теплопроводность (Вт/м·К) | Электрическое сопротивление (Ом·см) |
|---|---|---|---|---|---|
Класс А | 2072 | 2977 | 3.97 | 30 | 10^14 |
Класс B | 2050 | 2950 | 3.95 | 28 | 10^14 |
Класс C | 2030 | 2927 | 3.90 | 26 | 10^14 |
Класс D | 2010 | 2900 | 3.85 | 24 | 10^14 |
Химический состав оксида алюминия Al2O3
Конкретный класс | Al2O3 (%) | SiO2 (%) | Fe2O3 (%) | Na2O (%) | TiO2 (%) | CaO (%) | MgO (%) | Другие примеси (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Класс А | 99.5 | 0.2 | 0.03 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.17 |
Класс B | 99.3 | 0.3 | 0.05 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.25 |
Класс C | 99.0 | 0.5 | 0.08 | 0.03 | 0.04 | 0.03 | 0.03 | 0.34 |
Класс D | 98.5 | 1.0 | 0.12 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.04 | 0.39 |
Керамика на основе оксида алюминия Al2O3 широко применяется благодаря своим выдающимся свойствам. Она используется для изготовления режущих инструментов, шаровых кранов, компонентов насосов, электрических изоляторов, износостойких деталей, медицинских имплантатов и подложек для электронных устройств. Сочетание высокой твердости, износостойкости и отличных тепловых характеристик делает керамику из оксида алюминия идеальной для приложений, требующих высокой производительности и надежности.
Подготовка оксида алюминия Al2O3
Подготовка оксида алюминия Al2O3 включает несколько этапов. Сначала отбирают сырье, такое как порошки оксида алюминия с контролируемым размером частиц и степенью чистоты. Эти порошки тщательно смешивают с вяжущими и добавками для получения однородного сырья. Затем сырье формуют в нужную форму с использованием различных методов формовки, включая сухое прессование, изостатическое прессование и литье под давлением.
Литье керамики методом инжекции оксида алюминия Al2O3
Оксид алюминия Al2O3 можно формовать различными методами, из которых литье керамики методом инжекции (CIM) является популярным. CIM позволяет точно и эффективно производить сложные керамические детали с точными допусками по размерам. Процесс CIM включает смешивание порошка оксида алюминия с вяжущим для получения сырья, которое под высоким давлением впрыскивается в полость формы. После инжекции формованную деталь аккуратно обезвоживают и спекают, чтобы удалить вяжущее и достичь требуемых конечных свойств.
Литье керамики методом инжекции обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционными методами формовки. Оно позволяет производить сложные детали с высокой точностью и повторяемостью. CIM обеспечивает изготовление сложных геометрических форм, тонких стенок и деликатных элементов, которые трудно или невозможно получить другими методами формовки. Процесс также обеспечивает отличную экономию материалов и снижает необходимость в дополнительной обработке.
Этапы процесса литья керамики методом инжекции оксида алюминия
Подготовка сырья:
Порошок оксида алюминия смешивают с вяжущими и добавками для получения однородного сырья.
Литье под давлением:
Сырье под высоким давлением впрыскивается в полость формы с использованием специализированного оборудования.
Удаление связующего:
Формованная деталь аккуратно нагревается для удаления связующего, оставляя зеленое тело.
Спекание:
Зеленое тело подверга ется высокотемпературному спеканию, происходят уплотнение и формирование конечных керамических свойств.
Отделка:
Спеченную деталь могут дополнительно обработать или подвергнуть поверхностной обработке для достижения требуемых характеристик и внешнего вида.
Детали из керамики оксида алюминия Al2O3 обладают отличной механической прочностью, износостойкостью и размерной стабильностью. Они выдерживают высокие температуры, что делает их подходящими для применения в автомобильных двигателях, производстве полупроводников и режущих инструментах. Превосходные электроизоляционные свойства керамики на основе оксида алюминия также делают её ценным материалом для электронных компонентов, таких как изолирующие подложки и высоковольтные изоляторы.
Применение литья керамики методом инжекции оксида алюминия Al2O3
Вставки для режущих инструментов в металлообработке
Компоненты, работающие при высоких температурах, в газовых турбинах и двигателях
Изолирующие компоненты для электрических и электронных устройств
Медицинские имплантаты и протезы
Износостойкие детали в насосах и клапанах
Керамические уплотнения и подшипники в различных отраслях
Стандартные материалы оксида алюминия Al2O3 для литья керамики методом инжекции
О керамике, формуемой методом инжекции. Помимо оксида алюминия Al2O3, в литье керамики методом инжекции широко применяются также цирконий (ZrO2) и карбид кремния (SiC). Эти материалы обладают уникальными преимуществами в зависимости от конкретных требований применения, такими как повышенная прочность, устойчивость к термическим ударам или улучшенная электропроводность.
Текущее состояние и анализ литья керамики методом инжекции оксида алюминия Al2O3
Развитие поставщиков литья керамики методом инжекции оксида алюминия Al2O3 быстро прогрессирует, сосредоточено на улучшении чистоты материалов, производственных процессов и качества продукции. Однако остаются некоторые проблемы, включая лучший контроль усадки материала при спекании и развитие передовых технологий обработки для достижения более высокой точности и сложности формуемых деталей.
Будущее литья керамики методом инжекции оксида алюминия Al2O3 выглядит многообещающим. Растущий спрос в различных отраслях на высокоэффективные керамические компоненты стимулирует потребность в передовых производственных технологиях. Непрерывные исследования и разработки направлены на дальнейшее улучшение свойств оксида алюминия Al2O3 и оптимизацию процесса литья керамики методом инжекции для повышения эффективности и экономичности.
Почему выбирают Neway
Neway — ведущий поставщик и производитель CIM, специализирующийся на литье керамики методом инжекции из оксида алюминия Al2O3. Благодаря нашему опыту в выборе материалов, передовым производственным возможностям и приверженности качеству, мы поставляем точные керамические детали, адаптированные к вашим потребностям. Оцените преимущества наших исключительных продуктов и услуг с специальным предложением для новых клиентов: скидка 20 % на первый заказ.
