α-глиноземді жаңа өндірісте қолдануглинозем керамикасы
Жаңа керамикалық материалдардың көптеген түрлері болғанымен, оларды функциялары мен қолданылуына қарай үш санатқа бөлуге болады: функционалдық керамика (электрондық керамика деп те аталады), құрылымдық керамика (инженерлік керамика деп те аталады) және биокерамика. Қолданылатын әртүрлі шикізат компоненттеріне сәйкес оларды оксидті керамика, нитридті керамика, боридті керамика, карбидті керамика және металл керамика деп бөлуге болады. Олардың ішінде алюминий оксиді керамикасы өте маңызды, ал оның шикізаты әртүрлі сипаттамалардағы α-глинозем ұнтағы болып табылады.
α-глинозем жоғары беріктігі, жоғары қаттылығы, жоғары температураға төзімділігі, тозуға төзімділігі және басқа да тамаша қасиеттерінің арқасында әртүрлі жаңа керамикалық материалдарды өндіруде кеңінен қолданылады. Ол интегралдық схемалардың негіздері, жасанды асыл тастар, кескіш құралдар, жасанды сүйектер және т.б. сияқты озық глинозем керамикасының ұнтақ шикізаты ғана емес, сонымен қатар фосфор тасымалдаушысы, озық отқа төзімді материалдар, арнайы ұнтақтау материалдары және т.б. ретінде де пайдаланылуы мүмкін. Қазіргі заманғы ғылым мен техниканың дамуымен α-глиноземнің қолданылу саласы тез кеңейіп, нарықтағы сұраныс та артып келеді, ал оның болашағы өте кең.
α-глиноземді функционалдық керамикада қолдану
Функционалды керамикабелгілі бір функцияны орындау үшін электрлік, магниттік, акустикалық, оптикалық, жылулық және басқа қасиеттерін немесе олардың байланыс әсерлерін пайдаланатын озық керамикаға жатады. Олардың оқшаулау, диэлектрлік, пьезоэлектрлік, термоэлектрлік, жартылай өткізгіштік, иондық өткізгіштік және асқын өткізгіштік сияқты бірнеше электрлік қасиеттері бар, сондықтан олардың көптеген функциялары және өте кең қолданылуы бар. Қазіргі уақытта кең көлемде практикалық қолданысқа енгізілген негізгілері - интегралды микросхемалардың субстраттары мен қаптамаларына арналған оқшаулағыш керамика, автомобиль ұшқын шамының оқшаулағыш керамикасы, теледидарлар мен бейнемагнитофондарда кеңінен қолданылатын конденсаторлық диэлектрлік керамика, бірнеше мақсаттағы пьезоэлектрлік керамика және әртүрлі сенсорларға арналған сезімтал керамика. Сонымен қатар, олар жоғары қысымды натрий шамының жарық шығаратын түтіктері үшін де қолданылады.
1. От алдырғыш керамика
Қазіргі уақытта ұшқын шамын оқшаулағыш керамика қозғалтқыштарда керамиканы қолданудың жалғыз кең таралған түрі болып табылады. Алюминий оксиді тамаша электр оқшаулағышына, жоғары механикалық беріктігіне, жоғары қысымға және термиялық соққыға төзімділігіне ие болғандықтан, алюминий оксидін оқшаулағыш ұшқын шамдары әлемде кеңінен қолданылады. Ұшқын шамдарына қойылатын α-глиноземге қойылатын талаптар - натрий оксидінің мөлшері ≤0,05% және бөлшектердің орташа өлшемі 325 торлы қарапайым натрийі аз α-глинозем микроұнтақтары.
2. Интегралдық микросхемалардың негіздері және қаптама материалдары
Субстрат материалдары мен қаптама материалдары ретінде қолданылатын керамика келесі аспектілерде пластмассадан артық: жоғары оқшаулауға төзімділік, жоғары химиялық коррозияға төзімділік, жоғары тығыздау, ылғалдың енуіне жол бермеу, реактивтіліктің болмауы және ультра таза жартылай өткізгіш кремниймен ластанудың болмауы. Интегралдық микросхемалардың субстраттары мен қаптама материалдары үшін қажетті α-глиноземнің қасиеттері: жылу кеңею коэффициенті 7,0 × 10-6/℃, жылу өткізгіштігі 20-30 Вт/К·м (бөлме температурасы), диэлектрлік тұрақты 9-12 (МГц), диэлектрлік шығын 3~10-4 (МГц), көлемдік кедергі>1012-1014Ω·см (бөлме температурасы).
Интегралдық микросхемалардың жоғары өнімділігі мен жоғары интеграциясымен субстраттар мен қаптама материалдарына қатаң талаптар қойылады:
Чиптің жылу бөлінуі артқан сайын, жылу өткізгіштігінің жоғарылауы қажет.
Есептеу элементінің жоғары жылдамдығымен төмен диэлектрлік тұрақты қажет.
Термиялық кеңею коэффициенті кремнийге жақын болуы керек. Бұл α-глиноземге жоғары талаптар қояды, яғни ол жоғары тазалық пен нәзіктік бағытында дамиды.
3. Жоғары қысымды натрий жарық шығаратын шам
Керемет керамикаШикізат ретінде жоғары тазалықтағы ультра жұқа алюминий оксидінен жасалған материалдар жоғары температураға төзімділік, коррозияға төзімділік, жақсы оқшаулау, жоғары беріктік және т.б. сипаттамаларға ие және тамаша оптикалық керамикалық материал болып табылады. Аз мөлшерде магний оксиді, иридий оксиді немесе иридий оксиді қоспалары қосылған жоғары тазалықтағы алюминий оксидінен жасалған және атмосфералық күйдіру және ыстық престеу арқылы күйдіру арқылы жасалған мөлдір поликристалды материалдар жоғары температуралы натрий буының коррозиясына төтеп бере алады және жоғары жарықтандыру тиімділігі бар жоғары қысымды натрий жарық шығаратын шамдар ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Құрылымдық керамикада α-глиноземді қолдану
Бейорганикалық биомедициналық материалдар ретінде биокерамикалық материалдар металл материалдармен және полимер материалдарымен салыстырғанда улы жанама әсерлерге ие емес және биологиялық тіндермен жақсы биоүйлесімділікке және коррозияға төзімділікке ие. Олар адамдар арасында барған сайын бағаланып келеді. Биокерамикалық материалдарды зерттеу және клиникалық қолдану қысқа мерзімді ауыстыру мен толтырудан бастап тұрақты және берік имплантацияға дейін, ал биологиялық инертті материалдардан биологиялық белсенді материалдар мен көп фазалы композиттік материалдарға дейін дамыды.
Соңғы жылдары кеуектіглинозем керамикасыхимиялық коррозияға төзімділігіне, тозуға төзімділігіне, жоғары температураға төзімділігіне және термоэлектрлік қасиеттеріне байланысты жасанды қаңқа буындарын, жасанды тізе буындарын, жасанды сан сүйектерін, басқа да жасанды сүйектерді, жасанды тіс тамырларын, сүйекті бекіту бұрандаларын және қасаң қабықты жөндеу үшін қолданылған. Кеуекті алюминий оксиді керамикасын дайындау кезінде кеуек өлшемін бақылау әдісі әртүрлі бөлшектер өлшеміндегі алюминий оксиді бөлшектерін араластыру, көбікпен сіңдіру және бөлшектерді шашыратып кептіру болып табылады. Алюминий пластиналарын бағыттаушы нано масштабты микрокеуекті канал типті кеуектерді алу үшін анодтауға да болады.