Allumina (Al2O3) – CeramAlox™
Vantaggi
- Eccellenti proprietà di isolamento elettrico
- Elevata durezza e resistenza meccanica
- Resistente all’usura e all’abrasione
- Elevata conduttività termica e resistenza agli shock termici
- Bassa densità
- Resistente all’attacco di acidi e alcali forti ad alte temperature
- Trasparente alle frequenze radio a microonde
- Elevata resistenza alla compressione e dielettrica
- Velocità di dilatazione termica e conduttività termica molto specifiche
Applicazioni
L’allumina è una ceramica molto dura che è eccellente per resistere all’abrasione ed è ideale per inserti o prodotti resistenti all’usura. È comunemente usata come isolante elettrico ad alta temperatura, in particolare i gradi di purezza più elevati che offrono una migliore resistività. Offre anche una buona resistenza ad acidi e alcali forti a temperature elevate, il che la rende ideale per applicazioni in cui è richiesta resistenza a sostanze corrosive. Alcune applicazioni comuni includono:
- Componenti elettronici e substrati
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- Tubi laser
- Componenti della macchina
- Tenute meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Parti di semiconduttori
- Ugelli per granigliatura
- Tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti soggetti ad usura
- Guidafili e fili
- Corazza balistica
Gradi di materiale di allumina
Precision Ceramics ha tre varianti di Allumina che sono CeramAlox Ultra Pure, CeramAlox 99.7 e CeramAlox 96. I diversi metodi utilizzati per produrre questi materiali hanno prodotto proprietà e caratteristiche leggermente diverse. Valutiamo le somiglianze, le differenze e le proprietà di ciascun materiale e le sue applicazioni in questa sezione.
CeramAlox Ultra Puro
Panoramica CeramaAlox Ultra Pure è un grado di allumina (ossido di alluminio) ad altissima purezza (99,95%) che presenta un’eccezionale combinazione di proprietà meccaniche ed elettriche. Presenta durezza molto elevata, eccezionale resistività elettrica, stabilità meccanica ad alta temperatura e resistenza, oltre a resistenza alla corrosione e inerzia biochimica. La sua stabilità ad alta temperatura e la sua stabilità elettrica lo rendono particolarmente adatto per applicazioni ad alta temperatura come isolanti ad alta tensione/frequenza, supporti per elementi riscaldanti, ecc. Applicazioni
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolanti ad altissima tensione/frequenza
- Componenti di macchine in cui è richiesta un’elevata resistenza all’usura in un ambiente ossidante
- Alberi di precisione in condizioni di elevata usura
- Cuscinetti scorrevoli ad alta velocità non lubrificati (sotto vuoto) o lubrificati con gas/acqua
- Ugelli per granigliatura
- Piastre/coni deflettori del flusso abrasivo
- Sedi valvole
- Guide per fili
CeramAlox 99.7
Panoramica
CeramAlox 99.7 è un’allumina (ossido di alluminio) di grado di elevata purezza ed è uno dei gradi ad alte prestazioni in questa gamma di materiali. Presenta un materiale di base in allumina di purezza del 99,7% che fornisce un set superiore di proprietà meccaniche ed elettriche mantenendo un costo ragionevole. CeramAlox 99,7% è un’offerta di ceramica tecnica molto resistente ed è ideale per un’ampia gamma di applicazioni industriali in cui le prestazioni meccaniche ed elettriche sono essenziali e il materiale deve funzionare adeguatamente in ambienti aggressivi.
CeramAlox 99.7 può essere lavorato allo “stato verde”, ovvero prima che avvenga la sinterizzazione, garantendo così un’ampia varietà di forme e dimensioni. CeramAlox 96 può anche essere diamantato con tolleranze strette nello stato completamente sinterizzato mediante rettifica diamantata.
Applicazioni
- Componenti elettronici e substrati
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- Tubi laser
- Componenti lavorati
- Tenute meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Parti di semiconduttori
- Ugelli per granigliatura
- Tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti soggetti ad usura
- Guidafili e fili
- Corazza balistica
CeramAlox 96
Panoramica CeramAlox 96 è un’allumina (ossido di alluminio) di grado di purezza normale ed è uno dei cavalli di battaglia del settore della ceramica tecnica. Presenta un materiale di base in allumina di purezza del 96% che fornisce un rapporto “costo/qualità” equilibrato. È una ceramica tecnica resistente che offre un’eccellente combinazione di proprietà meccaniche ed elettriche ed è ideale per un’ampia gamma di applicazioni industriali in cui il costo è essenziale, ma il materiale deve comunque funzionare adeguatamente dal punto di vista meccanico ed elettrico. CeramAlox 96 può essere lavorato allo “stato verde”, ovvero prima che avvenga la sinterizzazione, garantendo così un’ampia varietà di forme e dimensioni. CeramAlox 96 può anche essere rettificato con diamante a tolleranze strette nello stato completamente sinterizzato utilizzando la rettifica con diamante. Applicazioni
- Componenti elettronici e substrati
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- Tubi laser
- Componenti lavorati
- Tenute meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Parti di semiconduttori
- Ugelli per granigliatura
- Tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti soggetti ad usura
- Guidafili e fili
- Corazza balistica
Proprietà del materiale di allumina
Proprietà meccaniche
| Unità | immobiliare | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Densità | g/cm 3 | 3,75 | 3,95 | 3,98 |
| Resistenza alla compressione | MPa | 2000 | 2000 | 3500 |
| Resistenza alla trazione | MPa | 140 | 150 | 200 |
| Resistenza alla flessione a 25°C |
200-300 | 250-350 | 500-600 | |
| Tenacità alla frattura K IC |
Pressione atmosferica (MPa) m 1/2 | 4,5 | 4 | 4,5 |
| Durezza |
Media dei voti | 12 | 14 | 18 |
| Modulo di Young |
GPa | 300 | 370 | 400 |
| Rapporto di Poisson |
– | 0,23 | 0,23 | 0,23 |
Proprietà termiche
| Unità | immobiliare | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Conduttività termica a 25°C | W/mK | 25 | 33 | 45 |
| Shock termico | – | Buono | Buono | Buono |
| CET 1 25°C ➞ 300°C | 10 -6 /K | 6,3 | 6,5 | 7,5 |
| CET 1 25°C ➞ 700°C | 10 -6 /K | 7,0 | 7,5 | 8,0 |
| Temperatura massima (inerte) 2 | °C | 1600 | 1700 | 1750 |
* Il coefficiente di dilatazione termica (CTE) descrive come le dimensioni di un oggetto cambiano al variare della temperatura.
** Nota: nessun carico
Proprietà elettriche
| Unità | immobiliare | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Costante dielettrica a 1 MHz | – | 9,8 | 9,9 | 9,9 |
| Costante dielettrica @ 10 MHz | – | 9,6 | 9,7 | 9,7 |
| Rigidità dielettrica DC @ 25°C | kV/mm | 9 | 11 | 16 |
| Perdita dielettrica | 1 MHz | 0,0001 | 0,0001 | 0,0001 |
| Resistività di volume a 25°C | ohm cm | >1014 | >1014 | >1016 |
Disclaimer: I valori presentati sono medi e tipici di quelli risultanti da campioni di prova. Sono forniti solo come indicazione per servire come guida nella progettazione di componenti ceramici e non sono garantiti in alcun modo. I valori effettivi possono variare in base alla forma e alle dimensioni del componente previsto.
Schede tecniche
Allumina
CeramAlox
Allumina
CeramAlox Ultra Puro
Lavorazione dell’allumina
L’allumina può essere prodotta in un’ampia gamma di purezze con additivi studiati per migliorarne le proprietà. Le purezze tipiche vanno dal 90 al 99,9%, sebbene Precision Ceramics lavori generalmente con materiale al 99,7%.
Può essere stampato a iniezione, pressato a matrice, pressato isostaticamente, colato a barbottina ed estruso. Una volta cotto e sinterizzato, può essere lavorato solo utilizzando metodi di rettifica a diamante. Le tecniche avanzate di lavorazione a verde e a biscotto sviluppate da Precision Ceramics consentono di produrre componenti più complessi utilizzando metodi di lavorazione tradizionali. Inoltre, l’allumina può essere facilmente unita a metalli o altre ceramiche utilizzando tecniche di metallizzazione e brasatura .
L’allumina può essere lavorata in stato verde, biscotto o completamente denso. Mentre è nella forma verde o biscotto, può essere lavorata relativamente facilmente in geometrie complesse. Tuttavia, il processo di sinterizzazione necessario per densificare completamente il materiale fa sì che il corpo di allumina si restringa di circa il 20%. Questo restringimento significa che è impossibile mantenere tolleranze molto strette durante la lavorazione dell’allumina prima della sinterizzazione. Per ottenere tolleranze molto strette, il materiale completamente sinterizzato deve essere lavorato/rettificato con utensili diamantati. In questo processo di produzione, viene utilizzato un utensile/mola diamantata molto preciso per abradere il materiale fino a creare la forma desiderata. A causa della tenacità e durezza ereditate del materiale, questo può essere un processo lungo e costoso.
Precision Ceramics è specializzata in tolleranze strette e lavori altamente complessi. Disponiamo di ampie strutture di lavorazione interna, tra cui centri di lavorazione a 4° e 5° asse, foratura, rettifica, fresatura, lucidatura , segatura, maschiatura, filettatura e tornitura. Ciò ci consente di produrre componenti in allumina secondo le specifiche più elevate.
Precision Ceramics è il tuo specialista nella lavorazione dell’allumina per tutte le tue esigenze di prototipazione e produzione di ceramica tecnica. Siamo sempre lieti di utilizzare i nostri molti anni di esperienza avanzata nella ceramica per fornire consigli su materiali, progettazione e applicazione. Se desideri acquistare piastre, barre, tubi o componenti lavorati su misura in allumina, contattaci e uno dei nostri esperti sarà lieto di assisterti.
Materiali correlati
Allumina rinforzata con zirconia
CeramAlloy™ Ultra Duro
I compositi ceramici di allumina e zirconia (ZTA) sono materiali ceramici unici che presentano una combinazione di elevata durezza, resistenza e resistenza all'usura e alla corrosione.
Shapal Hi M Soft™
AlN lavorabile
Shapal Hi M Soft è un tipo ibrido di ceramica di nitruro di alluminio (AlN) lavorabile che offre elevata resistenza meccanica, isolamento elettrico e conduttività termica.
Nitruro di alluminio
CeramAlum™
Il nitruro di alluminio (AlN) è un materiale eccellente da utilizzare quando sono richieste elevate proprietà di conduttività termica e di isolamento elettrico: un materiale ideale per l'uso nella gestione termica e nelle applicazioni elettriche.
CeramAlloy Ultra Duro
I compositi ceramici di allumina-zirconia (ZTA) sono materiali ceramici unici che presentano una combinazione di elevata durezza, resistenza, usura e resistenza alla corrosione rispetto al loro componente di allumina. Tutto questo mantenendo comunque una tenacità alla frattura ragionevolmente elevata specifica del suo componente di zirconia . In questo video, testiamo e mostriamo le caratteristiche di usura di CeramAlloy Ultra Hard.
Domande frequenti
-
Qual è la differenza tra Macor e Alumina?
L’allumina è una ceramica tecnica molto comunemente usata per le sue proprietà versatili, tuttavia, poiché è un materiale così duro, spesso è richiesta una molatura diamantata estesa, rendendola costosa da produrre in piccole quantità. La vetroceramica lavorabile Macor è spesso un’alternativa praticabile che può consentire costi di produzione notevolmente ridotti. Di seguito sono riportati alcuni fattori da considerare quando si sceglie tra Macor e allumina.
Ciclo termico
Macor è vulnerabile allo shock termico: se hai cicli rapidi di riscaldamento e raffreddamento, Macor potrebbe non essere appropriato. Shapal potrebbe essere un’alternativa valida.
Temperatura massima
Il Macor ha una temperatura massima di utilizzo di 1000 °C (non sollecitato) e 800 °C (sollecitato); l’allumina offre capacità di temperature più elevate.
Resistenza all’usura
La stessa caratteristica che rende il Macor lavorabile implica che abbia una resistenza all’usura relativamente scarsa rispetto all’allumina.
Costo
Per quantità inferiori, Macor offre spesso notevoli riduzioni di prezzo rispetto ai componenti in allumina.
-
A cosa serve l'allumina?
L’allumina è una ceramica molto dura ed è eccellente per resistere all’abrasione. È ideale per inserti o prodotti resistenti all’usura. L’allumina è comunemente usata come isolante elettrico ad alta temperatura, in particolare i gradi di purezza più elevati che offrono una migliore resistività. L’allumina offre anche una buona resistenza ad acidi e alcali forti a temperature elevate ed è ideale per applicazioni in cui è richiesta resistenza a sostanze corrosive. Alcune applicazioni comuni dell’allumina includono:
- Componenti elettronici e substrati
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- Tubi laser
- Componenti della macchina
- Tenute meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Parti di semiconduttori
- Ugelli per granigliatura
- Tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti soggetti ad usura
- Guidafili e fili
- Corazza balistica
-
Quali sono i vantaggi dell'allumina?
L’allumina, nota anche come ossido di alluminio, è un materiale ceramico tecnico avanzato resistente all’usura, frequentemente utilizzato in un’ampia gamma di applicazioni industriali. Presenta elevata durezza e resistenza all’usura, bassi livelli di erosione, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e bioinerzia. Inoltre, può essere altamente lucidata, rendendola utile per applicazioni di tenuta di precisione come pompe e pistoni. L’allumina è un eccellente materiale ceramico ad alta temperatura grazie alla sua elevata stabilità alle alte temperature. È il tipo di ceramica avanzata più comunemente utilizzato ed è disponibile in purezze che vanno dal 95 al 99,9%.
Alcuni dei principali vantaggi dell’allumina includono:
Capacità di resistenza alle alte temperature : l’allumina può essere utilizzata in atmosfere ossidanti e riducenti fino a 1650°C (2900°F) e in ambienti sotto vuoto fino a 2000°C (3600°F).
Resistente all’abrasione : l’allumina è una ceramica molto dura ed è eccellente nel resistere all’abrasione. È ideale per inserti o prodotti resistenti all’usura.
Isolante elettrico – L’allumina è comunemente utilizzata come isolante elettrico ad alta temperatura, in particolare i gradi di purezza più elevati che offrono una migliore resistività.
Resistenza chimica – L’allumina offre una buona resistenza agli acidi e agli alcali forti a temperature elevate ed è ideale per applicazioni in cui è richiesta la resistenza alle sostanze corrosive.
Ulteriori proprietà e vantaggi dell’allumina includono
- Elevata durezza
- Resistente all’usura e all’abrasione
- Elevata resistenza alla compressione
- Elevata resistenza meccanica
- Resiste ad attacchi acidi e alcalini forti ad alte temperature
- Eccellenti proprietà di isolamento elettrico
- Conduttività termica decente
-
Come si chiama Al2O3 ?
Al2O3 è la formula chimica dell’ossido di alluminio, un composto chimico di alluminio e ossigeno. È comunemente chiamato allumina.
-
Qual è la differenza tra zirconia, allumina e allumina rinforzata con zirconia (CeramAlloy)?
Mentre lo zirconia ha la più elevata tenacità alla frattura tra tutti i materiali ceramici monolitici in ossido, l’allumina è uno dei materiali ceramici più convenienti, pur presentando un’elevata durezza, stabilità termica e proprietà elettriche favorevoli. CeramAlloy ZTA è un materiale composito a base di allumina e zirconia, che combina quindi in una certa misura le proprietà favorevoli dei due costituenti principali. CeramAlloy ZTA manterrà quindi l’elevata durezza dell’allumina ma mostrerà anche un aumento della tenacità alla frattura e della resistenza alla flessione grazie al suo componente di zirconia, rappresentando così un vero e proprio “meglio dei due mondi”.