Hvad er alumina CTe?

Alumina cte er et avanceret ildfast materiale med overlegen klæbeevne, der let kan formes til næsten netform ved hjælp af forskellige konsoliderings- og sintringsmetoder, der giver præcis næsten netdannelse. Desuden gør dets elektriske modstandsdygtighed og modstandsdygtighed over for termisk chok det til et meget efterspurgt materiale.

Aluminiumoxid har en ekstremt lav varmeudvidelseskoefficient (CTE), hvilket gør det velegnet til keramik-til-metal-gennemføringer og isolatorer, røntgenkomponentgennemføringer og vakuumpumpekomponenter.

Termisk udvidelseskoefficient

Et materiales termiske udvidelseskoefficient (CTE) henviser til dets længdeforøgelse pr. temperaturstigningsenhed eller reaktion på temperaturændringer, som afhænger af både specifikke atomformer og intermolekylære kræfter, der holder dem sammen. CTE-målinger kan foretages enten ved en bestemt temperatur eller over flere temperaturområder for at opnå en gennemsnitlig koefficient (a). CTE kan også påvirkes af ydre påvirkninger som tryk, magnetiske felter og elektriske felter, der ændrer placeringen af atomer i materialer.

Aluminiumoxid (Al2O3) er et teknisk keramisk materiale med den kemiske sammensætning Al2O3. Dets egenskaber omfatter høj mekanisk styrke, hårdhed, slidstyrke og er et af de to hårdeste tekniske materialer (næst efter siliciumcarbid). Disse egenskaber gør aluminiumoxid ideelt til bl.a. højvakuumudstyr, militære anvendelser og rumfartskomponenter - og det er også velegnet til metallisering på grund af dets fremragende korrosions- og varmebestandighed.

Det er meget vigtigt at forstå forskellene i CTE-værdier for forskellige materialer, når man vælger dem til en opgave. Aluminium har en meget højere CTE-værdi end kobber, hvilket kan skabe komplikationer, når man forbinder forskellige metaller med hinanden i f.eks. elektriske kabler, hvor ekspansionskræfter kan forårsage skadelige kræfter ved samlinger og føre til destruktive kræfter i samlingerne.

For at minimere disse effekter er det bedst at vælge metaller med lave CTE-værdier og være opmærksom på, at visse materialer udvider sig med en hastighed, der er proportional med deres temperatur; det betyder, at hvis temperaturen fordobles, vil dette materiale udvide sig fire gange!

Lineær termisk ekspansion (LTE) er en vigtig egenskab for materialer, da den relaterer til deres elasticitetsmodul, Young's Modulus og tværsnitsareal. Desuden påvirker LTE også den spændingsfri temperatur Tref og kan bestemmes ved hjælp af differentiel termisk analyse (DTA).

For at bestemme den lineære varmeudvidelse af materialer nedfryses prøveemner, og deres dimensionsændringer måles; disse resultater sammenlignes derefter med deres oprindelige værdier for at fastslå deres værdi for varmeudvidelseskoefficient (CTE). CTE-resultater afhænger af forskellige faktorer, herunder prøvens sammensætning og geometri, måleteknikker for længde og temperatur samt standardiserede eller accepterede CTE-værdier.

Young's Modulus

Youngs modul måler materialers modstandsdygtighed over for bøjning eller kompression. Ingeniører bruger denne egenskab, når de designer strukturer til at modstå rimelige stressniveauer, og den bruges også som en evalueringsmetode for deres elastiske egenskaber - for at sikre, at de kan holde til gentagen brug under barske forhold.

Ingeniører bruger flere testinstrumenter til at beregne Youngs modul. Først måler de forskellige diametre af materialet og tager målinger på flere punkter for at etablere en nøjagtig basislinje, der skal bruges til yderligere beregninger. Dernæst giver deformationstest ingeniører mulighed for at se, hvordan forskellige kræfter påvirker, hvordan materialet reagerer under forskellige omstændigheder.

Når de har evalueret deres resultater, beregner ingeniørerne et materiales Young-modul ved at sammenligne dets værdier med standardreferenceværdier. Denne bestemmelse vil indikere, om dets stressabsorberende evner kan modstå normale belastninger, eller om dets skrøbelighed udelukker brug i strukturelle applikationer.

Young's modul for aluminiumoxid cte afhænger af flere variabler, herunder temperatur, legeringssammensætning og krystalstruktur. Det udtrykkes generelt som en funktion af den belastning, det udsættes for; specifikt frac LL0/frac EE(LL)2.

Aluminium og zirkoniumdioxid er materialer, der i vid udstrækning anvendes i luftfarts-, bil- og industriprodukter på grund af deres styrke, holdbarhed, tolerance over for høje temperaturer og modstandsdygtighed over for korrosion og slid.

Aluminiumoxid har stærke ionbindinger mellem atomerne, hvilket giver det dets ønskelige materialeegenskaber. Selvom der findes flere krystalfaser ved høje temperaturer, overgår de fleste ret hurtigt til en hexagonal alfa-fase, hvilket resulterer i et stærkt og stift keramisk materiale, der ofte bruges i strukturelle anvendelser.

Aluminiumoxid har et elasticitetsmodul på ca. 69 gigapascal (GPa). Denne værdi er blevet verificeret gennem eksperimentelle målinger, teoretiske beregninger og simuleringer, men den nøjagtige værdi kan variere afhængigt af forarbejdnings- og fremstillingsmetoder.

Porøsitet

Aluminiumoxidkeramik er alsidig teknisk keramik med fremragende korrosions- og slidstyrke, enestående mekanisk styrke og kan modstå udfordrende miljøer fra jordarbejde og materialeoverførsel til højtemperaturovne. Aluminiumoxidkeramik, der anvendes i disse miljøer, udviser typisk skræddersyede mikrostrukturer og sammensætninger, der er skræddersyet specifikt til deres opgave - disse egenskaber gør aluminiumoxidkeramik til den foretrukne løsning til mange krævende anvendelser.

Poredannende midler, der bruges i produktionen af aluminiumoxidkeramik, kan have en enorm effekt på deres termiske opførsel, f.eks. de stivelsestyper, der bruges til dannelsen. Resultaterne af denne undersøgelse viser, at disse materialer udviser forskellige porøsitetsniveauer og porestørrelser, når de fremstilles af kartoffel-, hvede- og majsstivelse - og hvert pulver har også forskellige tætheder, der påvirker varmeledningsevnen.

For at undersøge effekten af poredannende midler på de termiske egenskaber af aluminiumoxid cte blev der fremstillet tre belægninger med forskellige pulvere og sprøjteparametre for at udforske deres indflydelse på varmeisoleringsegenskaberne. Sprøjtede prøver gennemgik derefter varmeisoleringstest, som afslørede, at belægninger med grove og mellemstore partikler udviste lavere varmeisolering end dem med fine partikler; desuden havde denne keramik fremstillet af grove og mellemstore pulvere flere usmeltede partikler og en uregelmæssig porestørrelsesfordeling end deres modstykker med fine partikler.

Disse resultater viser, at poredannende midler og partikelstørrelsen i udgangspulveret spiller en vigtig rolle i karakteriseringen af porøs aluminiumoxidkeramik, da deres størrelse, form og fordeling spiller en væsentlig rolle i termiske belægningsegenskaber som f.eks. isoleringsegenskaber.

Vi evaluerede ikke kun poredannende stoffer og partikelstørrelser, men vi brugte også røntgenpulverdiffraktion til at analysere 3D AAO-strukturens morfologi. Røntgenresultaterne bekræftede eksistensen af langsgående porer i 3D-membraner af aluminiumoxid såvel som tværgående nanokanaler; deres længde påvirker varmeledningsevnen såvel som det anvendte fyldmateriale.

Tæthed

Aluminiumoxid er et avanceret teknisk keramisk materiale, der ofte findes i forskellige industrielle sammenhænge. Det har overlegne mekaniske og elektriske egenskaber, som gør det velegnet til præcisionsforsegling i miljøer med høje temperaturer, og det har fremragende isoleringsegenskaber på grund af sin ekstremt lave porøsitet og store kornstørrelse. Aluminiumoxid er kemisk inert og modstandsdygtigt over for korrosion.

Aluminiums mekaniske egenskaber omfatter også dets modstandsdygtighed over for slid, hårdhed og bøjningsstyrke - ofte over 160 MPa i træk og 280 MPa i bøjningsstyrke - bestemt ved testning under specificerede forhold. Bøjningsstyrke måler materialets evne til at deformere under belastning; for at vurdere disse egenskaber nøjagtigt måles træk- og bøjningsstyrke ved at påføre stress direkte på det og måle belastning ved brudpunktet.

Aluminiumoxidets fysiske egenskaber kan variere afhængigt af dets renhed og fremstillingsproces. Reaktivt aluminiumoxid har lavere smeltetemperatur og højere densitet end almindeligt aluminiumoxid, og denne forskel kan have stor betydning for fremstilling, brugsprocesser og produktets ydeevne.

Finkornet teknisk aluminiumoxid er en af industriens arbejdsheste og giver en attraktiv balance mellem omkostninger og ydeevne. Tilgængelige renhedsniveauer spænder fra 94% til applikationer med let metallisering op til 99,8%, der opfylder selv krævende applikationskrav.

Keramisk materiale i grøn eller kikset tilstand kan let bearbejdes til komplekse geometrier. Desværre får sintringsprocessen, der kræves for at gøre det helt tæt, det til at krympe med ca. 20%; derfor kræver det præcisionsbearbejdning ved hjælp af diamantslibningsteknikker, som kan være både tidskrævende og kostbare, for at opnå snævre tolerancer.

Macor maskinbearbejdelig glaskeramik kan være et omkostningseffektivt alternativ, når aluminiumoxidets ydeevne ikke er af afgørende betydning. Macor har sammenlignelig bøjningsstyrke og varmeledningsevne, men med større kornstørrelse; derfor kan det give mindre slidstyrke og fungere dårligt i miljøer, der oplever hurtige op- og nedkølingscyklusser.