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氧化鋁的用途有哪些?
- 2019-08-30-

        高純氧化鋁,作為一種新型高純材料,其作用日趨擴大。高純氧化鋁呈白色微粉,粒度均勻,易於分散,化學性能也很穩定,高溫收縮性能也適中,具有良好的燒結性能轉化率,是生產耐熱、耐磨、耐腐產品的基本原料。高純氧化鋁的用途還在於用於透光性氧化鋁燒結體、熒光體用載體、 特種氣體用添加劑等等許多方麵,適用範圍可以說是十分的廣泛。

      1.藍寶石的應用

      藍寶石(Sapphire)是一種氧化鋁(α-Al2O3)的單晶,又稱為剛玉。藍寶石作為一種重要的技術晶體,已被廣泛地應用於科學技術、國防與民用工業的許多領域。

        藍寶石晶體具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性,強度高、硬度大、耐衝刷,可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作 。藍寶石晶體具有獨特的晶格結構、優異的力學性能、良好的熱學性能。

      藍寶石晶體的主要用途:

      1.廣泛的應用於紅外軍事裝置、衛星空間技術、高強度激光的窗口材料 。成為實際應用的半導體GaN/Al2O3發光二極管(LED)、大規模集成電路SOI和SOS及超導納米結構薄膜等最為理想的襯底材料。2用於半導體照明產業,如LED,LED是新一代光源,被公認為是21世紀最具發展前景的高技術領域。LED能使發光效率提高近10倍,壽命是傳統燈具的20倍以上,兼有綠色、環保等優點。現在世界各個主要國家和地區紛紛製定LED技術與產業發展計劃,但目前能用於LED生產商品化的襯底隻有兩種,即藍寶石和碳化矽襯底,而目前全球80%的LED企業商品化生產采用藍寶石做襯底,所以藍寶石擁有巨大的市場應用前景。3用於民用航天、軍工等,如透波窗口、整流罩、光電窗口、護板、陀螺、耐磨軸承等部件。軍用光電設備, 如:光電吊艙 、光電跟蹤儀、紅外警戒係統 、潛艦光電桅杆等 。4藍寶石晶體在民用領域的應用,如條碼掃描儀的掃描窗口,永不磨損型雷達表的表蒙,紡織工業的纖維導絲器,照相機外護鏡頭,耐磨軸承。

      2.從功能方麵看,高純氧化鋁具有電學、光學、化學、生物、吸聲、熱學、力學等多種功能,主要應用領域如下:

        電基材料:集成電路基片、封裝、火花塞、Na-S電池固體電解質。(用4N高純納米氧化鋁造粒粉,VK-L05C)2光學功能:高壓鈉蒸氣燈發光管、激光器材料,傳感器。(用5N高純納米氧化鋁VK-L100G)3化學功能:控製化學反應,淨化排出氣體,催化劑載體、耐腐蝕材料、固酶載體。4生物體功能:人工骨骼,人工牙根,(用5N高純納米氧化鋁VK-L100G)5熱學功能:耐熱,隔熱結構材料6力學功能:研磨材料、切削材料,軸承、精密機械零部件。

      3.高純納米氧化鋁精細陶瓷的應用:以納米氧化鋁為主要原料製得的納米氧化鋁精細陶瓷,因具有多種功能,在高科技術領域及許多行業中已得到應用:

      在電子工業中的應用

       (1)多芯片式封裝用陶瓷多層基板:封裝用的納米氧化鋁陶瓷多層基板的製造方法有厚膜印刷法、生坯疊片法、生坯印刷法、厚薄膜混合法等四種。

      (2)高壓鈉燈發光管:由多晶不透明的高純納米氧化鋁(VK-L100G,99.999%)所形成的納米氧化鋁透明體,應用於高壓鈉燈發光管,照明效率為水銀燈的兩倍,從而開拓了提高照明效率的新途徑。透明高純納米氧化鋁精細陶瓷不僅能透光,而且具有耐高溫、耐腐蝕、高絕緣、高強度、介質損耗小等性能,是一種優良的光學陶瓷,還可作微波爐窗等。

      (3)納米氧化鋁陶瓷傳感器:用高純納米氧化鋁(VK-L100G)陶瓷的晶粒、晶界、氣孔等結構特征和特性作敏感元件,用於高溫和含腐蝕性氣體的環境中,使檢測、控製的信息準確而迅速。從應用的類型看,有溫度、氣體、溫度等傳感器。

      2.生物納米高純氧化鋁(VK-L100G)陶瓷

      高純氧化鋁多晶作為生物功能材料並應用於人體是1969年,高純氧化鋁精細陶瓷用於醫學工程的有單晶體和燒結的多晶體兩種。現在,美國、西德、瑞士和荷蘭都在廣泛地使用多晶高純納米氧化鋁製作人造牙和人造骨,醫學用材料主要是高純納米氧化鋁,用於牙根、關節,納米氧化鋁精細陶瓷與人體組織液的接觸角是最接近人體牙的材料。迄今用於醫學工程中的生物陶瓷有20餘種,高純納米氧化鋁是用得最多的一種。

      3.納米氧化鋁(VK-L05C)陶瓷刀具

      納米氧化鋁的硬度(Hr)為2700~3000,楊氏模量(kg/mm2)35000~41000。導熱係數0.75~1.35×103J/m·h·℃,熱膨脹係數8.5×10-6/℃(室溫~1000℃)。人們在利用這些特性的同時,又開發了Al2O3~TiO2,Al2O3-ZrO2係陶瓷,以改善納米氧化鋁陶瓷刀具的韌性和耐熱衝擊性,Al2O3的粒度組成在燒結過程中納米氧化鋁晶粒度的控製是決定刀具質量的重要環節,若采用高溫等靜壓燒結(HIP),可使晶粒度為0.3~0.5微米。納米氧化鋁刀具的抗折強度可提高到900~1000MPa,適應高速切削的需要。

      以上可見,高純氧化鋁作為一種新型高純材料,在近年來發展尤為迅速,用途也更加廣泛。













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