آلومینیوم یا اکسید آلومینیوم ماده اساسی در تولید روکش های سرامیکی محسوب می شود که وجود آن باعث افزایش مقاومت سرامیک ها در برابر عوامل مختلف خواهد شد.
حال این سوال پیش می آید که آیا می توان روکش های سرامیکی بدون این ماده ساخت؟
آلومینا در سرامیک های مدرن چه ویژگی های مقاومتی ایجاد می کند؟ فرمول شیمیایی اکسید آلومینیوم که این همه در صنایع مختلف استفاده می شود چیست؟
برای پاسخ به این سوالات در این مقاله با ما همراه باشید. زیرا قصد داریم در مورد کاربرد آلومینا در صنعت سرامیک به تفصیل با شما صحبت کنیم.
طبقه بندی پوشش های سرامیکی بر اساس کاربرد
سرامیک ها بر اساس نوع کاربرد به 2 دسته سیلیکات و مهندسی تقسیم می شوند. در واقع انواع سیلیکات ها مانند سرامیک های سنتی و انواع سرامیک های مهندسی آن هایی هستند که با روش های نوین تولید می شوند. در زیر به تفاوت این 2 نوع پوشش سرامیکی خواهیم پرداخت.
معرفی پوشش های سنتی سرامیکی یا سیلیکات
سرامیک های سنتی معمولا از 3 جزء به نام های خاک رس، سیلیس و فلدسپات ساخته می شوند و کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان، مصالح و مصالح ساختمانی در این دسته از پوشش های سرامیکی قرار می گیرند.
تفاوت سرامیک های مهندسی شده با انواع سنتی آن چیست؟
این سرامیک ها خواص مکانیکی بسیار خوبی دارند و مقاومت آن ها در برابر ضربه، سایش، حرارت و الکتریسیته بسیار بالاست و به دلیل تمامی این ویژگی ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
پوشش های سرامیکی مدرن کاربردهای مهندسی مختلفی دارند. این کاربردها در انواع فعالیت های مغناطیسی، نوری، الکتریکی، حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و هسته ای کاربرد دارند.
باید اضافه کنیم که تقسیم بندی سرامیک های مهندسی و مدرن با توجه به ترکیب آنها شامل اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها و سولفیدها می شود که نقش پررنگ پوشش های سرامیکی را در انواع صنایعی که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد، مشخص خواهد کرد.
از پوشش های سرامیکی در چه صنایعی استفاده می شود؟
سرامیک نوعی سفال پخته شده است که هم به صورت سنتی و هم پیشرفته تولید می شود و برای ایجاد ابررسانایی، استفاده در بیوتکنولوژی، صنعت کامپیوتر و بسیاری موارد دیگر استفاده می شود.
در ادامه در مورد نقش و کاربرد پوشش سرامیک در هر یک از موارد ذکر شده صحبت خواهیم کرد و به این سوال پاسخ خواهیم داد که وجود ماده در سرامیک باعث این کاربرد گسترده شده است.
ابررسانایی چه ربطی به سرامیک دارد؟
گاهی اوقات اگر از دمای خاصی در تولید سرامیک استفاده کنیم حالتی به نام ابررسانایی ایجاد می کنیم. در این حالت مقاومت الکتریکی ماده به صفر رسیده است و اگر مقداری جریان به این ابررسانایی تزریق کنیم، تحت هیچ شرایطی شاهد اتلاف انرژی نخواهیم بود.
نقش پوشش سرامیکی در بیوتکنولوژی
سرامیک ماده ای است که در علم پزشکی و صنعت بیوتکنولوژی به عنوان جایگزینی برای استخوان یا مفاصل استفاده می شود و به طور گسترده در ایمپلنت ها استفاده می شود.
صنعت کامپیوتر بدون سرامیک های مهندسی دیگر وجود نخواهد داشت
بدون سرامیک، توانایی ساخت خازن، آی سی، مقاومت و سایر اجزای مادربرد کامپیوتر از بین می رود و این صنعت به کلی از بین می رود.
آیا از سرامیک در خودروسازی استفاده می شود؟
مشابه آنچه در مورد صنعت کامپیوتر گفتیم، باید اضافه کنیم که قطعات زیادی در خودرو وجود دارد که بدون پوشش سرامیکی مهندسی شده قادر به تحمل جریان الکتریکی نخواهند بود.
کاربرد پوشش های سرامیکی در صنایع نظامی
سرامیک ها به دلیل وزن سبک، تحمل حرارت و دما بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه بالا در مقیاس بالستیک کاربردهای زیادی در صنایع نظامی دارند.
باید بگوییم که در تولید تجهیزات دفاعی از پوشش های سرامیکی استفاده می شود و به همین دلیل است که این ماده در این صنایع «سرامیک فنی» نامیده می شود.
آلومینا چیست و چه ارتباطی با پوشش های سرامیکی دارد؟
آلومینا یا اینکه اکسید آلومینیوم در واقع همان ماده ای است که باعث ایجاد ویژگی های مقاومت متفاوت در سرامیک ها می شود. در واقع می توان گفت که بدون حضور پودر آلومینا، روند ساخت سرامیک های پیشرفته و مهندسی آن متوقف می شود و بسیاری از صنایع مهمی که قبلاً به آنها اشاره کردیم، از کار خواهند افتاد.
دلیل استفاده از آلومینا در پوشش سرامیکی
آلومینا به دلیل نقطه ذوب بالا، به عنوان یک ماده اساسی در صنعت سرامیک شناخته می شود. همچنین مقاومت بالای سایش آن باعث شده است که در مهندسی سرامیک به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد.
در ضمن باید گفت که این ماده در برابر شوک حرارتی مقاومت بالایی دارد. به همین دلیل از آن در تولید ظروف سرامیکی مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود.
بنابراین، اگر بخواهیم دلیل استفاده گسترده از آلومینا در تولید سرامیک های پیشرفته را توجیه کنیم، باید به رسانایی الکتریکی، عایق حرارتی و تلفات دی الکتریک کم این ماده نیز اشاره کنیم.
چند درصد سرامیک از آلومینا تولید می شود؟
پاسخ این سوال بدون توجه به مقدار باید مثبت باشد اکسید آلومینیوم اگر در پوشش سرامیکی بیشتر باشد، مقاومت این پوشش در برابر حرارت، سایش و شوک حرارتی بیشتر خواهد بود.
بنابراین در تولید برخی از سرامیک ها 92 درصد آلومینا استفاده می شود و در سایر موارد این میزان تا 99 درصد افزایش می یابد.
بنابراین با توجه به توضیحاتی که قبلا دادیم می توان نتیجه گرفت که وجود 99 درصد آلومینا در سرامیک ها مقاومت بالاتری نسبت به حالت 92 درصد و 96 درصد آن دارد.
نتیجه
پوشش سرامیک یکی از کاربردی ترین مواردی است که در صنایع مختلف نقش مهمی را به خود اختصاص داده است. در واقع سرامیک را در 2 نوع سنتی و مدرن تولید می کنند.
در مورد پوشش های سرامیکی مهندسی یا مدرن باید بگوییم که این پوشش ها به دلیل مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی، ضربه و سایش مورد استفاده بسیاری از شرکت ها قرار می گیرند.
این مشاغل که در شاخه صنایع زیستی، کامپیوتر و خودروسازی هستند، بدون حضور سرامیک باید تمام فعالیت های خود را متوقف کنند.
ماده ای که این ویژگی های منحصر به فرد را در سرامیک ایجاد می کند آلومینا است که به اکسید آلومینیوم و کوراندوم نیز معروف است.
در واقع می توان گفت که بدون استفاده از پودر آلومینا در تولید سرامیک های سنتی و پیشرفته، نمی توانیم ویژگی های مقاومتی را در این سفال پخته ایجاد کنیم.