Zbatimi i α-aluminës në të rejaqeramikë alumine
Edhe pse ekzistojnë shumë lloje të materialeve të reja qeramike, ato mund të ndahen përafërsisht në tre kategori sipas funksioneve dhe përdorimeve të tyre: qeramika funksionale (e njohur edhe si qeramikë elektronike), qeramika strukturore (e njohur edhe si qeramikë inxhinierike) dhe bioqeramika. Sipas përbërësve të ndryshëm të lëndës së parë të përdorur, ato mund të ndahen në qeramikë oksidi, qeramikë nitride, qeramikë boride, qeramikë karbide dhe qeramikë metalike. Midis tyre, qeramika e aluminit është shumë e rëndësishme, dhe lënda e parë e saj është pluhuri α-alumin me specifikime të ndryshme.
α-alumina përdoret gjerësisht në prodhimin e materialeve të ndryshme të reja qeramike për shkak të rezistencës së saj të lartë, fortësisë së lartë, rezistencës ndaj temperaturave të larta, rezistencës ndaj konsumimit dhe vetive të tjera të shkëlqyera. Nuk është vetëm një lëndë e parë pluhur për qeramikën e përparuar të aluminës, siç janë substratet e qarqeve të integruara, gurët e çmuar artificialë, mjetet prerëse, kockat artificiale etj., por mund të përdoret gjithashtu si bartës fosfori, materiale të përparuara zjarrduruese, materiale speciale bluarëse etj. Me zhvillimin e shkencës dhe teknologjisë moderne, fusha e aplikimit të α-aluminës po zgjerohet me shpejtësi, dhe kërkesa e tregut po rritet gjithashtu, dhe perspektivat e saj janë shumë të gjera.
Zbatimi i α-aluminës në qeramikën funksionale
Qeramika funksionalei referohen qeramikës së përparuar që përdor vetitë e tyre elektrike, magnetike, akustike, optike, termike dhe të tjera ose efektet e tyre të çiftëzimit për të arritur një funksion të caktuar. Ato kanë veti të shumëfishta elektrike si izolim, dielektrik, piezoelektrike, termoelektrike, gjysmëpërçuese, përçueshmëri jonike dhe superpërçueshmëri, kështu që kanë shumë funksione dhe zbatime jashtëzakonisht të gjera. Aktualisht, ato kryesore që janë vënë në përdorim praktik në një shkallë të gjerë janë qeramikat izoluese për substratet dhe paketimet e qarqeve të integruara, qeramikat izoluese të prizave të shkëndijave të automobilave, qeramikat dielektrike të kondensatorëve të përdorura gjerësisht në televizorë dhe videoregjistrues, qeramikat piezoelektrike me përdorime të shumëfishta dhe qeramikat e ndjeshme për sensorë të ndryshëm. Përveç kësaj, ato përdoren edhe për tubat emetues të dritës së llambave të natriumit me presion të lartë.
1. Qeramikë izoluese për kandelat
Qeramika izoluese e prizave të shkëndijave është aktualisht e vetmja aplikim më i madh i qeramikës në motorë. Meqenëse alumina ka izolim të shkëlqyer elektrik, forcë të lartë mekanike, rezistencë të lartë ndaj presionit dhe rezistencë ndaj goditjeve termike, prizat izoluese të aluminës përdoren gjerësisht në botë. Kërkesat për α-aluminën për prizat e shkëndijave janë mikropluhurat e zakonshëm të α-aluminës me përmbajtje të ulët natriumi, në të cilët përmbajtja e oksidit të natriumit është ≤0.05% dhe madhësia mesatare e grimcave është 325 mesh.
2. Substrate të qarqeve të integruara dhe materiale paketimi
Qeramika e përdorur si materiale substrati dhe materiale paketimi është superiore ndaj plastikës në aspektet e mëposhtme: rezistencë e lartë ndaj izolimit, rezistencë e lartë ndaj korrozionit kimik, vulosje e lartë, parandalim i depërtimit të lagështisë, mungesë reaktiviteti dhe mungesë ndotjeje ndaj silicit gjysmëpërçues ultra të pastër. Vetitë e α-aluminës të kërkuara për substratet e qarqeve të integruara dhe materialet e paketimit janë: koeficienti i zgjerimit termik 7.0×10-6/℃, përçueshmëria termike 20-30W/K·m (temperatura e dhomës), konstanta dielektrike 9-12 (IMHz), humbja dielektrike 3~10-4 (IMHz), rezistenca e vëllimit>1012-1014Ω·cm (temperatura e dhomës).
Me performancën e lartë dhe integrimin e lartë të qarqeve të integruara, paraqiten kërkesa më të rrepta për substratet dhe materialet e paketimit:
Ndërsa rritet gjenerimi i nxehtësisë së çipit, kërkohet përçueshmëri më e lartë termike.
Me shpejtësinë e lartë të elementit kompjuterik, kërkohet një konstante dielektrike e ulët.
Koeficienti i zgjerimit termik kërkohet të jetë afër silikonit. Kjo vendos kërkesa më të larta për α-aluminën, domethënë, ajo zhvillohet në drejtim të pastërtisë dhe imtësisë së lartë.
3. Llambë natriumi me presion të lartë që lëshon dritë
Qeramikë e hollëTë bëra nga alumina ultrafine me pastërti të lartë si lëndë e parë kanë karakteristikat e rezistencës ndaj temperaturave të larta, rezistencës ndaj korrozionit, izolimit të mirë, rezistencës së lartë, etj., dhe janë një material qeramik optik i shkëlqyer. Polikristalini transparent i bërë nga alumina me pastërti të lartë me një sasi të vogël të oksidit të magnezit, oksidit të iridiumit ose aditivëve të oksidit të iridiumit, dhe të bëra me anë të sinterimit atmosferik dhe sinterimit me presion të nxehtë, mund t'i rezistojnë korrozionit të avujve të natriumit në temperaturë të lartë dhe mund të përdoren si llamba dritë natriumi me presion të lartë me efikasitet të lartë ndriçimi.
Zbatimi i α-aluminës në qeramikën strukturore
Si materiale biomjekësore inorganike, materialet bioqeramike nuk kanë efekte anësore toksike krahasuar me materialet metalike dhe materialet polimerike, dhe kanë biokompatibilitet të mirë dhe rezistencë ndaj korrozionit me indet biologjike. Ato janë vlerësuar gjithnjë e më shumë nga njerëzit. Hulumtimi dhe zbatimi klinik i materialeve bioqeramike janë zhvilluar nga zëvendësimi dhe mbushja afatshkurtër në implantim të përhershëm dhe të fortë, dhe nga materialet biologjike inerte në materiale biologjikisht aktive dhe materiale kompozite shumëfazore.
Në vitet e fundit, porozëqeramikë aluminejanë përdorur për të bërë nyje skeletore artificiale, nyje artificiale gjuri, koka femorale artificiale, kocka të tjera artificiale, rrënjë dhëmbësh artificialë, vida fiksimi të kockave dhe riparime të kornesë për shkak të rezistencës së tyre ndaj korrozionit kimik, rezistencës ndaj konsumimit, stabilitetit të mirë në temperatura të larta dhe vetive termoelektrike. Metoda për kontrollin e madhësisë së poreve gjatë përgatitjes së qeramikës poroze të aluminës është përzierja e grimcave të aluminës me madhësi të ndryshme grimcash, impregnimi i shkumës dhe tharja me spërkatje e grimcave. Pllakat e aluminit gjithashtu mund të anodizohen për të prodhuar pore mikroporoze të drejtuara në shkallë nano të tipit kanal.