El corindón blanco (α-alúmina) tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de la cerámica funcional debido a su alto punto de fusión, alta dureza, excelente estabilidad química y propiedades aislantes. A continuación, se presenta un análisis de sus aplicaciones específicas y ventajas:
1. Cerámica electrónica.
Sustratos y materiales de embalaje.
El corindón blanco se utiliza para fabricar sustratos cerámicos (como cerámicas de Al₂O₃ con un contenido de Al₂O₃ del 96 % al 99,6 %) para dispositivos electrónicos de alta frecuencia (como LED y dispositivos de microondas). Gracias a su alta conductividad térmica (aprox. 30 W/m·K) y baja pérdida dieléctrica, es adecuado para la transmisión de señales de alta frecuencia.
Componentes aislantes
Los interruptores de alto voltaje, anillos de aislamiento de tubos de vacío, etc. utilizan su alta resistividad (>10¹⁴ Ω·cm) y resistencia al arco.
Ventajas: Alta pureza (contenido de Na₂O <0,1%), evitando la degradación del rendimiento eléctrico causada por impurezas.
2. Cerámica resistente al desgaste
Sellos mecánicos y cojinetes
La dureza (HV~2200) y la resistencia al desgaste de la cerámica de corindón blanco la hacen adecuada para entornos hostiles como bombas químicas y cojinetes de alta velocidad, y su vida útil es de 5 a 10 veces más larga que la de los materiales metálicos.
Recubrimiento resistente al desgaste
Se aplica polvo de corindón blanco a la superficie del metal mediante pulverización de plasma para mejorar la resistencia al desgaste.
Ventajas: La resistencia a la corrosión (resistencia a ácidos y álcalis) es mejor que la del carburo de silicio y el nitruro de silicio.
3. Cerámica de alta temperatura
Tubo de protección de termopar y revestimiento de horno
El corindón blanco puede soportar 1800 ℃ durante mucho tiempo (2000 ℃ durante un corto tiempo) y se utiliza para la protección de elementos de medición de temperatura de hornos de alta temperatura o revestimientos de hornos de sinterización.
Materiales refractarios
Como aditivo para mejorar la resistencia al choque térmico y la resistencia de otros materiales refractarios.
Ventajas: Bajo coeficiente de expansión térmica (8×10⁻⁶/℃) y buena resistencia al choque térmico.
4. Biocerámicas
Implantes dentales y ortopédicos
El corindón blanco de alta pureza (como 99,5% Al₂O₃) se utiliza para articulaciones artificiales e implantes dentales, con excelente biocompatibilidad y sin rechazo.
Ventajas: alto acabado superficial (Ra<0,02μm), reduciendo el daño por fricción del tejido.
5. Cerámica óptica y transparente
Tubos de lámparas de sodio de alta presión
Las cerámicas de alúmina transparentes (transmitancia > 95%) se utilizan para iluminación de alto brillo y son resistentes a la corrosión por vapor de sodio a alta temperatura.
Materiales para ventanas láser
Las cerámicas de corindón blanco tienen una buena transmitancia de luz en las bandas ultravioleta a infrarroja.
Procesos clave: se requieren polvos ultrafinos (tamaño de partícula <0,1 μm) y sinterización al vacío para obtener una alta densidad.
6. Cerámica
del sensor Matriz del sensor de gas/humedad
Las cerámicas de corindón blanco poroso se utilizan como portadores para cargar materiales sensibles (como ZnO, SnO₂), aprovechando su estabilidad y su elevada superficie específica.
Ventajas: Inercia química, evitando reacción entre la matriz y materiales sensibles.
7. Otras aplicaciones funcionales
El portador de catalizador
Al₂O₃ poroso con una gran área superficial específica se utiliza para la purificación de los gases de escape de los automóviles (como catalizador de tres vías).
Material de blindaje para la industria nuclear
Absorbe la radiación de neutrones y es resistente a la irradiación de altas temperaturas.
Puntos clave del proceso
Preparación del polvo: Es necesario controlar la transformación del cristal α-Al₂O₃ (generalmente obtenido calcinando hidróxido de aluminio o sulfato de aluminio).
Coadyuvante de sinterización: agregue MgO (0,1 % ~ 0,5 %) para inhibir el crecimiento anormal del grano y mejorar la densidad.
Tecnología de moldeo: Prensado en seco, prensado isostático o moldeo por inyección, seleccionados según la complejidad del componente.