Composição química: O principal componente é o Al₂O₃, com pureza que normalmente varia de 75% a 99,9% (ajustada de acordo com os requisitos da aplicação).
Estrutura cristalina: A fase estável em altas temperaturas é o α-Al₂O₃ (estrutura de coríndon), que apresenta alta dureza e alto ponto de fusão.
Cor: Normalmente branca ou cor de marfim; torna-se translúcida em níveis de pureza elevados.
Propriedades principais
Alta dureza: dureza 9 na escala de Mohs, perdendo apenas para o diamante e o nitreto cúbico de boro.
Alto ponto de fusão: aproximadamente 2050°C, oferecendo excelente resistência a altas temperaturas.
Resistência ao desgaste: Resistência excepcional à abrasão, adequada para ambientes com alto atrito.
Isolamento elétrico: Alta resistividade à temperatura ambiente, tornando-o um material isolante ideal.
Estabilidade química: Resistente à corrosão por ácidos e álcalis (exceto ácido fluorídrico e álcalis fortes).
Resistência mecânica: Alta resistência à compressão, porém relativamente frágil.
A cerâmica de alumina é um material cerâmico de alto desempenho composto principalmente por α-alumina (α-Al₂O₃) como sua principal fase cristalina. Devido às suas excelentes propriedades físicas, químicas e mecânicas, é amplamente utilizada nas áreas industrial, eletrônica, médica e outras.
Processo de preparação
1. Preparação da matéria-prima: Purificação da bauxita ou síntese química para produzir pó de alumina de alta pureza.
2. Formação:
Prensagem a seco (formas simples)
Moldagem por barbotina (formas complexas)
Prensagem isostática (componentes de alto desempenho)
3. Sinterização: Densificação em alta temperatura (1600°C–1800°C) por meio de sinterização atmosférica ou por prensagem a quente.
4. Pós-processamento: Retificação e polimento de precisão (custos de processamento elevados devido à extrema dureza).
Classificação (por teor de Al₂O₃)
Cerâmicas de alumina padrão: 75%–95% Al₂O₃, utilizadas em componentes gerais resistentes à corrosão e ao desgaste.
Cerâmicas de alumina de alta pureza (≥99%): Aplicadas em eletrônica e biomedicina, por exemplo, em substratos isolantes e articulações artificiais.
Cerâmica de alumina transparente: pureza >99,9%, utilizada em lâmpadas de sódio de alta pressão e janelas infravermelhas.
Vantagens e desvantagens
Vantagens:
Propriedades gerais equilibradas (dureza, resistência à temperatura, isolamento).
Fontes abundantes de matéria-prima e custo relativamente baixo (em comparação com nitreto de silício, carbeto de silício, etc.).
Desvantagens:
Alta fragilidade e baixa resistência ao choque térmico (podem ser melhoradas através da modificação do compósito).
A usinagem de alta precisão é difícil de obter. As cerâmicas de alumina, que oferecem uma combinação equilibrada de custo-benefício e desempenho, estão entre as cerâmicas estruturais mais utilizadas. Elas continuam a apresentar um significativo potencial de crescimento em campos emergentes, como novas energias e semicondutores.
Parâmetro
Valor típico
Unidade
Observações
Pureza
92%, 95%, 96%, 99%, 99.5%, 99.9%
%
Maior pureza geralmente resulta em desempenho superior.
Densidade
3.6 3.98
g/cm³
Obtém-se a pureza 99%.
Resistência à flexão
300 400 (96%) / 350 450 (99%)
MPa
Afetado pelo processo de sinterização
Resistência à compressão
2000 3000
MPa
Material de alta dureza
Módulo de Young
300 380
GPa
Alta rigidez
Dureza Vickers (HV)
1500 1800
kgf/mm²
Alta resistência ao desgaste
Tenacidade à fratura (KIC)
3.5 4.5
MPa·m¹/²
Material relativamente baixo e quebradiço
Coeficiente de Expansão Térmica
7 8 (20-1000°C)
×10⁻⁶/K
dependente da temperatura
Condutividade térmica
20 30 (25°C)
W/(m·K)
Superior à maioria das cerâmicas
temperatura máxima de operação
1500 1700
°C
Em condições de ausência de carga
Constante dielétrica (1MHz)
9 10
-
Comumente usado em embalagens eletrônicas.
Resistividade volumétrica (20°C)
>10¹⁴
Ω·cm
Excelentes propriedades de isolamento
Rigidez dielétrica
10 15
kV/mm
Aplicações de isolamento de alta tensão
Aplicativo
Indústria Eletrônica: Substratos de circuitos integrados, isoladores, sensores. Indústria de Máquinas: Ferramentas de corte, rolamentos, revestimentos resistentes ao desgaste. Dispositivos Médicos: Próteses de quadril, implantes dentários (excelente biocompatibilidade). Indústria Química: Bombas e válvulas resistentes à corrosão, suportes de catalisadores. Setor Energético: Lâmpadas de sódio, revestimentos separadores para baterias de lítio. Militar/Aeroespacial: Blindagem balística, bocais de foguetes.
Somos especializados em componentes cerâmicos OEM e personalizados, com mais de [10] anos de experiência em cerâmica avançada. Oferecemos prototipagem rápida, fornecimento estável em grande escala e suporte completo desde o projeto até a entrega. Nossos produtos atendem aos padrões internacionais de qualidade e servimos clientes na Europa, América do Norte e Ásia.
