Allumina – CeramAlox TM
L’allumina è il nome più comune dell’ossido di alluminio ( Al₂O₃ ). Si tratta di una ceramica tecnica resistente che offre un’eccellente combinazione di proprietà meccaniche ed elettriche. È particolarmente adatta a una vasta gamma di applicazioni industriali.
L’allumina è caratterizzata da elevata durezza, resistenza all’usura, bassi livelli di erosione, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione e bioinerzia. La sua elevata stabilità termica e conducibilità termica la rendono particolarmente adatta per applicazioni ad alta temperatura, come la protezione delle termocoppie nelle misurazioni ad alta temperatura. Precision Ceramics offre una gamma completa di tubi e isolanti ceramici avanzati per questo scopo.
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
- Tassi di conducibilità termica e di dilatazione termica molto specifici
Applicazioni
Componenti elettronici
Isolanti per alte temperature
Componenti per la scienza delle superfici
Pistoni e manicotti
Lavorazione dei semiconduttori
Componenti ad alta tensione
- Componenti elettronici
- Isolanti per alte temperature
- Componenti per la scienza delle superfici
- Pistoni e manicotti
- Lavorazione dei semiconduttori
- Componenti ad alta tensione
- Componenti di usura
Gradi di materiale di allumina
Precision Ceramics offre tre varianti di allumina: CeramAlox Ultra Pure, CeramAlox 99.7 e CeramAlox 96. I diversi metodi di produzione di questi materiali determinano proprietà e caratteristiche leggermente differenti. In questa sezione, analizziamo le somiglianze, le differenze e le proprietà di ciascun materiale, nonché le sue applicazioni.
CeramAlox 96
Panoramica
CeramAlox 96 è un’allumina (ossido di alluminio) di purezza standard ed è uno dei materiali di punta dell’industria delle ceramiche tecniche. È caratterizzata da una base di allumina con una purezza del 96%, che offre un ottimo rapporto qualità-prezzo. Si tratta di una ceramica tecnica resistente all’usura, 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 un fattore determinante, ma il materiale deve comunque garantire prestazioni adeguate dal punto di vista meccanico ed elettrico.
CeramAlox 96 può essere lavorato allo stato “verde”, ovvero prima della sinterizzazione, garantendo così un’ampia varietà di forme e dimensioni. CeramAlox 96 può anche essere rettificato con utensili diamantati per ottenere tolleranze ristrette, anche allo stato completamente sinterizzato.
Applicazioni
- Componenti e substrati elettronici
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- tubi laser
- Componenti lavorati
- Guarnizioni meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Componenti a semiconduttore
- Ugelli per sabbiatura
- tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti di usura
- Guide per fili e filettature
- Armatura balistica
CeramAlox 99,7
Panoramica
CeramAlox 99.7 è un’allumina (ossido di alluminio) ad elevata purezza e rappresenta una delle qualità ad alte prestazioni in questa gamma di materiali. È caratterizzata da una base di allumina con una purezza del 99,7% che offre un set superiore di proprietà meccaniche ed elettriche a un costo ragionevole. CeramAlox 99.7% è una ceramica tecnica molto resistente all’usura 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 della sinterizzazione, garantendo così un’ampia varietà di forme e dimensioni. Anche CeramAlox 96 può essere rettificato con utensili diamantati per ottenere tolleranze ristrette, anche allo stato completamente sinterizzato.
Applicazioni
- Componenti e substrati elettronici
- Isolanti elettrici ad alta temperatura
- Isolatori ad alta tensione
- tubi laser
- Componenti lavorati
- Guarnizioni meccaniche
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Cuscinetti a rulli e a sfere
- Anelli di tenuta
- Componenti a semiconduttore
- Ugelli per sabbiatura
- tubi termocoppia
- Piastre di rubinetto
- Sedi valvole
- Componenti di usura
- Guide per fili e filettature
- Armatura balistica
CeramAlox 99,95 Ultra Puro
Panoramica
CeramaAlox Ultra Pure è un grado di allumina (ossido di alluminio) ad altissima purezza (99,95%) che presenta una combinazione eccezionale di proprietà meccaniche ed elettriche. Si distingue per l’elevatissima durezza, l’eccezionale resistività elettrica, l’elevata stabilità meccanica alle alte temperature e la grande resistenza, oltre alla resistenza alla corrosione e all’inerzia biochimica.
La sua elevata stabilità termica ed elettrica lo rendono particolarmente adatto ad 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 ad alta resistenza all’usura
è necessario in un ambiente ossidante - Alberi di precisione in condizioni di elevata usura
- Non lubrificato (sottovuoto) o lubrificato con gas/acqua
cuscinetti a scorrimento ad alta velocità - Ugelli per sabbiatura
- Piastre/coni deflettori di flusso abrasivi
- Sedi valvole
- Guide per fili
Proprietà del materiale Allumina
Proprietà meccaniche
| Proprietà | Unità | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Densità | g/ cm³ | 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 |
MPa | 200-300 | 250-350 | 500-600 |
| Fracture Toughness KIC |
MPa m1/2 | 4.5 | 4 | 4.5 |
| Hardness |
GPa | 12 | 14 | 18 |
| Young’s Modulus |
GPa | 300 | 370 | 400 |
| Rapporto di Poisson |
– | 0,23 | 0,23 | 0,23 |
Proprietà termiche
| Proprietà | Unità | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Thermal Conductivity @ 25°C | W/mK | 25 | 33 | 45 |
| Thermal Shock | – | Good | Good | Good |
| CTE1 25°C ➞ 300°C | 10-6/K | 6.3 | 6.5 | 7.5 |
| CTE1 25°C ➞ 700°C | 10-6/K | 7.0 | 7.5 | 8.0 |
| Temperatura massima (aria) 2 | °C | 1600 | 1700 | 1750 |
| Maximum Temperature (Inert) 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
| Proprietà | Unità | 96% | 99,7% | 99,95% |
|---|---|---|---|---|
| Costante dielettrica a 1 MHz | – | 9.8 | 9.9 | 9.9 |
| Costante dielettrica a 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 | >10 14 | >10 14 | >10 16 |
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 per tutti i gradi
Allumina
96% CeramAlox
Allumina
CeramAlox al 99,7%
Allumina
CeramAlox Ultra Puro al 99,95%
Lavorazione dell’allumina
L’allumina può essere prodotta con un’ampia gamma di purezze, grazie all’aggiunta di additivi studiati per migliorarne le proprietà. Le purezze tipiche variano dal 90 al 99,9%, sebbene Precision Ceramics lavori generalmente con materiale al 99,7%.
Può essere stampato a iniezione, pressato in stampo, pressato isostaticamente, colato in stampo ed estruso. Una volta cotto e sinterizzato, può essere lavorato solo mediante metodi di rettifica a diamante. Advanced green and biscuit machining techniques developed by Precision Ceramics allow more complex components to be manufactured using traditional machining methods. Inoltre, l’allumina può essere facilmente unita a metalli o altre ceramiche mediante tecniche di metallizzazione e brasatura .
L’allumina può essere lavorata allo stato grezzo, allo stato di biscotto o completamente densificato. Allo stato grezzo o di biscotto, può essere lavorata con relativa facilità per ottenere geometrie complesse. Tuttavia, il processo di sinterizzazione necessario per densificare completamente il materiale provoca una contrazione del corpo di allumina di circa il 20%. Questa contrazione rende 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 lavorazione, si utilizza un utensile/mola diamantato di alta precisione per abradere il materiale fino a ottenere la forma desiderata. Data l’intrinseca tenacità e durezza del materiale, questo può essere un processo lungo e costoso.
Precision Ceramics è specializzata in lavorazioni ad alta precisione e di elevata complessità. Disponiamo di un ampio parco macchine interno, che comprende centri di lavoro a 4 e 5 assi, macchine per foratura, rettifica, fresatura, lucidatura , taglio, maschiatura, filettatura e tornitura. Questo ci permette di produrre componenti in allumina con le specifiche più elevate.
Precision Ceramics è il vostro specialista nella lavorazione dell'allumina per tutte le vostre esigenze di prototipazione e produzione di ceramiche tecniche. Siamo sempre lieti di mettere a vostra disposizione la nostra pluriennale esperienza nel settore delle ceramiche avanzate per fornirvi consulenza su materiali, design e applicazioni. Se desiderate acquistare lastre, barre, tubi o componenti in allumina lavorati su misura, non esitate a contattarci: uno dei nostri esperti sarà lieto di assistervi.
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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.
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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”.