α-aluminiaren aplikazioa eraikin berrietanalumina zeramika
Zeramikazko material berrien barietate asko dauden arren, hiru kategoriatan bana daitezke, gutxi gorabehera, beren funtzioen eta erabileren arabera: zeramika funtzionalak (zeramika elektronikoak bezala ere ezagutzen direnak), zeramika estrukturalak (ingeniaritza-zeramikak bezala ere ezagutzen direnak) eta biozeramikak. Erabiltzen diren lehengaien osagai desberdinen arabera, oxido-zeramikak, nitruro-zeramikak, boruro-zeramikak, karburo-zeramikak eta metal-zeramikak bana daitezke. Horien artean, alumina-zeramikak oso garrantzitsuak dira, eta haien lehengaia hainbat espezifikazioko α-alumina-hautsa da.
α-alumina asko erabiltzen da hainbat zeramikazko material berri ekoizteko, bere erresistentzia handia, gogortasun handia, tenperatura altuarekiko erresistentzia, higadura-erresistentzia eta beste propietate bikain batzuk direla eta. Ez da soilik alumina zeramika aurreratuetarako hauts-lehengaia, hala nola zirkuitu integratuen substratuak, harribitxi artifizialak, ebaketa-erremintak, hezur artifizialak, etab., baizik eta fosforo-eramaile, material errefraktario aurreratu, artezketa-material berezi eta abar gisa ere erabil daiteke. Zientzia eta teknologia modernoaren garapenarekin, α-aluminiaren aplikazio-eremua azkar zabaltzen ari da, eta merkatuaren eskaria ere handitzen ari da, eta bere aukerak oso zabalak dira.
α-aluminiaren aplikazioa zeramika funtzionaletan
Zeramika funtzionalaZeramika aurreratuak aipatzen dituzte, beren propietate elektrikoak, magnetikoak, akustikoak, optikoak, termikoak eta bestelakoak edo akoplamendu-efektuak erabiltzen dituztenak funtzio jakin bat lortzeko. Hainbat propietate elektriko dituzte, hala nola isolamendua, dielektrikoa, piezoelektrikoa, termoelektrikoa, erdieroalea, ioien eroankortasuna eta supereroankortasuna, beraz, funtzio asko eta aplikazio oso zabalak dituzte. Gaur egun, eskala handian erabili diren nagusiak hauek dira: zirkuitu integratuetarako substratuetarako eta ontziratzeko zeramika isolatzaileak, automobilgintzako bujien zeramika isolatzaileak, telebistetan eta bideo-grabagailuetan oso erabiliak diren kondentsadoreen zeramika dielektrikoak, erabilera anitzeko zeramika piezoelektrikoak eta sentsoreetarako zeramika sentikorrak. Horrez gain, presio handiko sodio-lanparen argi-igorle hodietarako ere erabiltzen dira.
1. Bujia isolatzaile zeramikoak
Bujia isolatzaileen zeramikak dira gaur egun zeramiken aplikaziorik handiena motorretan. Aluminak isolamendu elektriko bikaina, erresistentzia mekaniko handia, presioarekiko erresistentzia handia eta kolpe termikoarekiko erresistentzia dituenez, alumina isolatzaileen bujiak mundu osoan erabiltzen dira. Bujietarako α-aluminiaren eskakizunak sodio gutxiko α-alumina mikrohauts arruntak dira, non sodio oxidoaren edukia % 0,05 ≤ den eta batez besteko partikula-tamaina 325 sarekoa den.
2. Zirkuitu integratuen substratuak eta ontziratzeko materialak
Substratu eta ontziratze-material gisa erabiltzen diren zeramikak plastikoak baino hobeak dira alderdi hauetan: isolamendu-erresistentzia handia, korrosio kimikoarekiko erresistentzia handia, zigilatze handia, hezetasunaren sartzearen prebentzioa, erreaktibotasunik eza eta silizio erdieroale ultrapuroarekiko kutsadurarik eza. Zirkuitu integratuen substratu eta ontziratze-materialetarako beharrezkoak diren α-aluminiaren propietateak hauek dira: hedapen termikoaren koefizientea 7.0×10-6/℃, eroankortasun termikoa 20-30W/K·m (giro-tenperatura), konstante dielektrikoa 9-12 (IMhz), galera dielektrikoa 3~10-4 (IMhz), bolumen-erresistentzia >1012-1014Ω·cm (giro-tenperatura).
Zirkuitu integratuek duten errendimendu eta integrazio handia dela eta, substratu eta ontziratze-materialetarako eskakizun zorrotzagoak ezarri dira:
Txiparen bero-sorkuntza handitzen den heinean, eroankortasun termiko handiagoa behar da.
Konputazio-elementuaren abiadura handia dela eta, konstante dielektriko baxua behar da.
Hedapen termikoaren koefizientea silizioaren antzekoa izan behar da. Horrek eskakizun handiagoak ezartzen dizkio α-alumini, hau da, purutasun eta fintasun handiko norabidean garatzen da.
3. Presio handiko sodiozko argi-igorle lanpara
Zeramika finaPurutasun handiko alumina ultrafinez egindako lehengaiek tenperatura handiko erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia, isolamendu ona, erresistentzia handiko eta abar ezaugarriak dituzte, eta zeramikazko material optiko bikainak dira. Purutasun handiko aluminaz egindako polikristalino gardenek, magnesio oxido, iridio oxido edo iridio oxido gehigarri kantitate txiki batekin, eta atmosferako sinterizazio eta prentsatze beroko sinterizazio bidez eginda, tenperatura altuko sodio lurrunaren korrosioa jasan dezakete eta presio altuko sodio argi-igorle lanpara gisa erabil daitezke, argiztapen-eraginkortasun handikoak.
α-aluminiaren aplikazioa zeramika estrukturaletan
Material biomediko ez-organiko gisa, material biozeramikoek ez dute albo-ondorio toxikorik material metalikoekin eta material polimerikoekin alderatuta, eta biobateragarritasun eta korrosioarekiko erresistentzia ona dute ehun biologikoekin. Jendeak gero eta gehiago baloratzen ditu. Material biozeramikoen ikerketa eta aplikazio klinikoa epe laburreko ordezkapen eta betegarrietatik hasi eta inplantazio iraunkor eta sendoetaraino garatu da, eta material biologiko inerteetatik material biologikoki aktiboetara eta material konposatu multifasikoetaraino.
Azken urteotan, porotsuakalumina zeramikaeskeleto-artikulazio artifizialak, belauneko artikulazio artifizialak, femur-buru artifizialak, beste hezur artifizial batzuk, hortz-sustrai artifizialak, hezurrak finkatzeko torlojuak eta korneako konponketak egiteko erabili izan dira, korrosioarekiko erresistentzia kimikoa, higadura-erresistentzia, tenperatura altuko egonkortasun ona eta propietate termoelektrikoengatik. Alumina zeramika porotsuak prestatzean poroen tamaina kontrolatzeko metodoa partikula-tamaina desberdinetako alumina partikulak nahastea, aparrez inpregnatzea eta partikulak ihinztatze bidez lehortzea da. Aluminiozko plakak ere anodizatu daitezke nanoeskalako kanal-motako poro mikroporotsu direkzionalak sortzeko.