Penggunaan α-alumina dalam keadaan baruseramik alumina
Walaupun terdapat banyak jenis bahan seramik baharu, ia boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga kategori mengikut fungsi dan kegunaannya: seramik berfungsi (juga dikenali sebagai seramik elektronik), seramik struktur (juga dikenali sebagai seramik kejuruteraan) dan bioseramik. Mengikut komponen bahan mentah yang berbeza yang digunakan, ia boleh dibahagikan kepada seramik oksida, seramik nitrida, seramik borida, seramik karbida dan seramik logam. Antaranya, seramik alumina sangat penting, dan bahan mentahnya ialah serbuk α-alumina pelbagai spesifikasi.
α-alumina digunakan secara meluas dalam pengeluaran pelbagai bahan seramik baru kerana kekuatannya yang tinggi, kekerasan yang tinggi, rintangan suhu tinggi, rintangan haus dan ciri-ciri lain yang sangat baik. Ia bukan sahaja bahan mentah serbuk untuk seramik alumina termaju seperti substrat litar bersepadu, permata tiruan, alat pemotong, tulang tiruan, dan lain-lain, tetapi juga boleh digunakan sebagai pembawa fosfor, bahan refraktori termaju, bahan pengisar khas, dan lain-lain. Dengan perkembangan sains dan teknologi moden, bidang aplikasi α-alumina berkembang pesat, dan prospek pasarannya juga semakin meningkat, dan permintaan pasarannya juga semakin meluas.
Penggunaan α-alumina dalam seramik berfungsi
Seramik berfungsimerujuk kepada seramik termaju yang menggunakan sifat elektrik, magnet, akustik, optik, haba dan lain-lainnya atau kesan gandingannya untuk mencapai fungsi tertentu. Mereka mempunyai pelbagai sifat elektrik seperti penebat, dielektrik, piezoelektrik, termoelektrik, semikonduktor, kekonduksian ion dan superkonduktiviti, jadi ia mempunyai banyak fungsi dan aplikasi yang sangat luas. Pada masa ini, yang utama yang telah digunakan secara praktikal secara besar-besaran ialah seramik penebat untuk substrat litar bersepadu dan pembungkusan, seramik penebat palam pencucuh automotif, seramik dielektrik kapasitor digunakan secara meluas dalam televisyen dan perakam video, seramik piezoelektrik dengan pelbagai kegunaan dan seramik sensitif untuk pelbagai sensor. Selain itu, ia juga digunakan untuk tiub pemancar cahaya lampu natrium tekanan tinggi.
1. Seramik penebat palam pencucuh
Seramik penebat palam pencucuh pada masa ini merupakan satu-satunya aplikasi seramik terbesar dalam enjin. Oleh kerana alumina mempunyai penebat elektrik yang sangat baik, kekuatan mekanikal yang tinggi, rintangan tekanan tinggi dan rintangan kejutan haba, palam pencucuh penebat alumina digunakan secara meluas di dunia. Keperluan untuk α-alumina untuk palam pencucuh adalah serbuk mikro α-alumina rendah natrium biasa, di mana kandungan natrium oksida adalah ≤0.05% dan saiz zarah purata ialah 325 mesh.
2. Substrat litar bersepadu dan bahan pembungkusan
Seramik yang digunakan sebagai bahan substrat dan bahan pembungkusan adalah lebih baik daripada plastik dalam aspek berikut: rintangan penebat tinggi, rintangan kakisan kimia yang tinggi, pengedap tinggi, pencegahan penembusan lembapan, tiada kereaktifan, dan tiada pencemaran kepada silikon semikonduktor ultra-tulen. Sifat-sifat α-alumina yang diperlukan untuk substrat litar bersepadu dan bahan pembungkusan ialah: pekali pengembangan terma 7.0×10-6/℃, kekonduksian terma 20-30W/K·m (suhu bilik), pemalar dielektrik 9-12 (IMHz), kehilangan dielektrik 3~10-4 (IMHz), kerintangan isipadu>1012-10cm14 suhu bilik).
Dengan prestasi tinggi dan penyepaduan tinggi litar bersepadu, keperluan yang lebih ketat dikemukakan untuk substrat dan bahan pembungkusan:
Apabila penjanaan haba cip meningkat, kekonduksian terma yang lebih tinggi diperlukan.
Dengan kelajuan tinggi elemen pengkomputeran, pemalar dielektrik yang rendah diperlukan.
Pekali pengembangan terma diperlukan untuk mendekati silikon. Ini meletakkan keperluan yang lebih tinggi pada α-alumina, iaitu, ia berkembang ke arah ketulenan dan kehalusan yang tinggi.
3. Lampu pemancar cahaya natrium tekanan tinggi
Seramik halusdiperbuat daripada alumina ultrafine ketulenan tinggi kerana bahan mentah mempunyai ciri-ciri rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, penebat yang baik, kekuatan tinggi, dan lain-lain, dan merupakan bahan seramik optik yang sangat baik. Polihabluran telus yang diperbuat daripada alumina ketulenan tinggi dengan sedikit bahan tambahan magnesium oksida, iridium oksida atau iridium oksida, dan dibuat oleh pensinteran atmosfera dan pensinteran menekan panas, boleh menahan kakisan wap natrium suhu tinggi dan boleh digunakan sebagai lampu pemancar cahaya natrium tekanan tinggi dengan kecekapan pencahayaan yang tinggi.
Penggunaan α-alumina dalam seramik struktur
Sebagai bahan bioperubatan bukan organik, bahan bioseramik tidak mempunyai kesan sampingan toksik berbanding dengan bahan logam dan bahan polimer, dan mempunyai biokompatibiliti yang baik dan rintangan kakisan dengan tisu biologi. Mereka telah semakin dihargai oleh orang ramai. Penyelidikan dan aplikasi klinikal bahan bioseramik telah berkembang daripada penggantian dan pengisian jangka pendek kepada implantasi kekal dan kukuh, dan daripada bahan lengai biologi kepada bahan aktif secara biologi dan bahan komposit berbilang fasa.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, berliangseramik aluminatelah digunakan untuk membuat sendi rangka tiruan, sendi lutut tiruan, kepala femoral tiruan, tulang tiruan lain, akar gigi tiruan, skru penetapan tulang, dan pembaikan kornea kerana rintangan kakisan kimia, rintangan haus, kestabilan suhu tinggi yang baik, dan sifat termoelektrik. Kaedah untuk mengawal saiz liang semasa penyediaan seramik alumina berliang adalah untuk mencampurkan zarah alumina dengan saiz zarah yang berbeza, buih impregnasi, dan semburan mengeringkan zarah. Plat aluminium juga boleh dianodkan untuk menghasilkan liang jenis saluran mikroporous skala nano berarah.