Français Le corindon blanc (α-alumine) a une large gamme d’applications dans le domaine des céramiques fonctionnelles en raison de son point de fusion élevé, de sa dureté élevée, de son excellente stabilité chimique et de ses propriétés isolantes. Voici une analyse de ses domaines d’application spécifiques et de ses avantages :
1. Céramiques électroniques
Substrats et matériaux d’emballage
Le corindon blanc est utilisé pour la fabrication de substrats céramiques (tels que les céramiques Al₂O₃ avec une teneur en Al₂O₃ de 96 % à 99,6 %) pour les dispositifs électroniques haute fréquence (tels que les LED et les dispositifs à micro-ondes). En raison de sa conductivité thermique élevée (environ 30 W/m·K) et de ses faibles pertes diélectriques, il est adapté à la transmission de signaux haute fréquence.
Composants isolants
Les interrupteurs haute tension, les anneaux d’isolation des tubes à vide, etc. utilisent sa résistivité élevée (>10¹⁴ Ω·cm) et sa résistance à l’arc.
Avantages : Haute pureté (teneur en Na₂O < 0,1 %), évitant la dégradation des performances électriques causée par les impuretés.
2. Céramique résistante à l’usure
Joints mécaniques et roulements
La dureté (HV~2200) et la résistance à l’usure de la céramique en corindon blanc la rendent adaptée aux environnements difficiles tels que les pompes chimiques et les roulements à grande vitesse, et sa durée de vie est 5 à 10 fois plus longue que celle des matériaux métalliques.
Revêtement résistant à l’usure
De la poudre de corindon blanc est appliquée sur la surface métallique par pulvérisation plasma pour améliorer la résistance à l’usure.
Avantages : La résistance à la corrosion (résistance aux acides et aux alcalis) est meilleure que celle du carbure de silicium et du nitrure de silicium.
3. Tube de protection de thermocouple en céramique haute température et revêtement de four
Le corindon blanc peut résister à 1800℃ pendant une longue période (2000℃ pendant une courte période) et est utilisé pour la protection des éléments de mesure de température du four à haute température ou du revêtement du four de frittage.
Matériaux réfractaires
En tant qu’additif pour améliorer la résistance aux chocs thermiques et la résistance d’autres matériaux réfractaires.
Avantages : Faible coefficient de dilatation thermique (8×10⁻⁶/℃) et bonne résistance aux chocs thermiques.
4. Biocéramique
Implants dentaires et orthopédiques
Le corindon blanc de haute pureté (tel que 99,5 % Al₂O₃) est utilisé pour les articulations artificielles et les implants dentaires, avec une excellente biocompatibilité et aucun rejet.
Avantages : finition de surface élevée (Ra<0,02μm), réduisant les dommages causés par le frottement des tissus.
5. Céramiques optiques et transparentes
Tubes de lampes au sodium haute pression
Les céramiques d’alumine transparentes (transmittance > 95 %) sont utilisées pour l’éclairage à haute luminosité et résistent à la corrosion par vapeur de sodium à haute température.
Matériaux de fenêtre laser
Les céramiques de corindon blanc ont une bonne transmission de la lumière dans les bandes ultraviolettes à infrarouges.
Procédés clés : des poudres ultrafines (taille des particules < 0,1 µm) et un frittage sous vide sont nécessaires pour obtenir une densité élevée.
6. Céramiques de capteur
Matrice de capteur de gaz/humidité
Les céramiques de corindon blanc poreux sont utilisées comme supports pour charger des matériaux sensibles (tels que ZnO, SnO₂), profitant de leur stabilité et de leur surface spécifique élevée.
Avantages : Inertie chimique, évitant toute réaction entre la matrice et les matériaux sensibles.
7. Autres applications fonctionnelles
Support de catalyseur
L’Al₂O₃ poreux à surface spécifique élevée est utilisé pour la purification des gaz d’échappement des automobiles (comme le catalyseur à trois voies).
Matériau de blindage pour l’industrie nucléaire
Absorbe le rayonnement neutronique et résiste à l’irradiation à haute température.
Points clés du procédé
Préparation de la poudre : Il est nécessaire de contrôler la transformation cristalline de l’α-Al₂O₃ (généralement obtenue par calcination d’hydroxyde d’aluminium ou de sulfate d’aluminium).
Aide au frittage : ajoutez du MgO (0,1 % à 0,5 %) pour inhiber la croissance anormale des grains et améliorer la densité.
Technologie de moulage : pressage à sec, pressage isostatique ou moulage par injection, choisis en fonction de la complexité du composant.