آیا می‌دانید پوشش سرامیکی چه استفاده ای دارد؟

آلومینا یا اکسید آلومینیوم یک ماده اولیه در ساخت پوشش سرامیکی محسوب می­شود که وجودش منتهی به افزایش مقاومت سرامیک در برابر عوامل مختلف خواهد شد.

اکنون سوالی که مطرح می­ شود این است که آیا ایجاد پوشش­ های سرامیکی بدون وجود این ماده امکان­ پذیر است؟

چه ویژگی ­های مقاومتی در سرامیک ­های مدرن توسط آلومینا به وجود می ­آید؟ اکسید آلومینیوم از چه فرمول شیمیایی تشکیل شده که تا این حد در صنایع مختلف کاربرد دارد؟

برای پاسخ به این سوالات در این مقاله با ما همراه باشید. زیرا قصد داریم تا در رابطه با کاربردهای آلومینا در صنعت سرامیک به ­طور مفصل با شما صحبت کنیم.

دسته ­بندی پوشش ­های سرامیکی از نظر کاربرد

سرامیک ­ها با توجه به نوع کاربردی که دارند به 2 دسته سیلیکاتی و مهندسی تقسیم می­شوند. در واقع نوع سیلیکاتی همان سرامیک ­های سنتی هستند و انواع سرامیک ­های مهندسی همان ­هایی هستند که با روش­ های مدرن تولید می­شوند. در ادامه به تفاوت این 2 نوع از پوشش ­های سرامیکی خواهیم پرداخت.

معرفی انواع پوشش سرامیک سنتی یا سیلیکاتی

سرامیک ­های سنتی معمولا از 3 جزء با نام­های خاک رس، سیلیس و فلدسپار به­ وجود می­ آیند و کاشی، سفال، چینی، شیشه، گچ، سیمان، مواد و مصالح ساختمانی در این دسته از پوشش ­های سرامیکی گنجانده می­شوند.

سرامیک ­های مهندسی چه تفاوتی با انواع سنتی آن دارند؟

این سرامیک ­ها دارای خواص برتر مکانیکی هستند و مقاومت آن­ها در برابر ضربه، سایش، حرارت و انرژی الکتریکی بسیار بالاست و به واسطه تمام این ویژگی­ها از آن­ها در صنایع مختلفی استفاده می­شود.

پوشش­ های سرامیکی مدرن کاربردهای مهندسی متنوعی دارند. این کاربردها در انواع فعالیت­ های مغناطیسی، نوری، الکتریکی، حرارتی، مکانیکی، شیمیایی، بیوزیست و هسته­ای مورد استفاده قرار می­ گیرند.

باید اضافه کنیم که تقسیم­ بندی سرامیک ­های مهندسی و مدرن طبق ترکیبات آن­ها شامل اکسیدها، کاربیدها، نیتریدها و سولفیدها می­ شود که همین امر، نقش مهم پوشش­ های سرامیکی را در انواع صنایعی که در ادامه به آن­ها اشاره می­کنیم، مشخص خواهد کرد.

از پوشش ­های سرامیکی در چه صنایعی استفاده می­شود؟

سرامیک نوعی سفال پخته است که هم به­ صورت سنتی و هم پیشرفته تولید شده و برای به ­وجود آوردن ابر رسانایی، استفاده در فناوری­ های زیستی، صنعت کامپیوتر و بسیاری موارد دیگر مورد استفاده قرار می­گیرد.

در ادامه به نقش و کاربرد پوشش سرامیکی در هر یک از موارد گفته­ شده خواهیم پرداخت و به این سوال پاسخ خواهیم داد که وجود چه ماده­ای در سرامیک باعث این کاربردهای گسترده شده است؟

ابر رسانایی چه مفهوم و ارتباطی به سرامیک دارد؟

برخی مواقع اگر در تولید سرامیک از یک دمای خاص استفاده کنیم، باعث به­ وجود آمدن حالتی به­ نام ابر رسانایی خواهیم شد. در این حالت، مقاومت الکتریکی ماده به صفر رسیده و اگر مقداری جریان را وارد این ابر رسانایی کنیم، تحت هیچ شرایطی شاهد اتلاف انرژی نخواهیم بود.

نقش پوشش سرامیکی در فناوری­های زیستی

سرامیک همان ماده ­ای است که در علم پزشکی و صنعت بیوزیست به ­عنوان جایگزین استخوان یا مفاصل به­  کار برده می­ شود و در ایمپلنت کاربرد فراوانی دارد.

صنعت کامپیوتر بدون وجود سرامیک مهندسی از کار خواهد افتاد

بدون وجود سرامیک امکان تولید خازن، آی‌سی، مقاومت و سایر اجزای مادربرد کامپیوتر از بین رفته و این صنعت به­ طور کامل نابود خواهد شد.

آیا در تولید ماشین از سرامیک استفاده می­شود؟

مشابه آنچه در رابطه با صنعت کامپیوتر گفتیم، باید اضافه کنیم که قطعات زیادی در خودرو وجود دارد که بدون وجود پوشش سرامیکی مهندسی، توانایی مقاومت در برابر جریان برق را نخواهند داشت.

کاربرد پوشش ­های سرامیکی در صنایع نظامی

سرامیک به ­دلیل داشتن وزن پایین، تحمل گرما و دمای بسیار بالا، مقاومت در برابر سایش و قدرت مقاومت بالا در برابر ضربه در مقیاس بالستیک کاربردهای زیادی در صنایع نظامی دارد.

باید بگوییم که از پوشش­ های سرامیکی در تولید تجهیزات دفاعی استفاده می ­کنند و دقیقا به همین دلیل است که در این صنایع به این متریال "سرامیک تکنیکی" گفته می­شود.

آلومینا چیست و چه ارتباطی به پوشش ­های سرامیک دارد؟

آلومینا یا اکسید آلومینیوم در واقع همان ماده ­ای است که باعث به­ وجود آمدن ویژگی­ های مقاومتی مختلف در سرامیک می­شود. در واقع می­توان گفت که بدون وجود پودر آلومینا، روند تولید سرامیک­ های پیشرفته و مهندسی آن ­ها متوقف شده و بسیاری از صنایع مهمی که پیش­تر به آن­ها اشاره کردیم از کار خواهند افتاد.

دلیل کاربرد آلومینا در پوشش سرامیکی

آلومینا به واسطه نقطه ذوب بالایی که دارد، به ­عنوان یک ماده اساسی در صنعت سرامیک شناخته می­شود. همچنین مقاومت بالای آن در برابر سایش موجب شده تا در مهندسی سرامیک کاربردهای فراوانی داشته باشد.

علاوه بر این­ها باید گفت که این ماده مقاومت بالایی در برابر شوک حرارتی دارد. به ­همین دلیل است که در تولید ظروف سرامیکی مقاوم در برابر حرارت از آن استفاده می­شود.

بنابراین اگر بخواهیم با ضمیمه موارد گفته­ شده، دلیل کاربرد گسترده آلومینا را در تولید سرامیک­ های پیشرفته توجیه کنیم، باید اشاره ­ای به هدایت الکتریکی، عایق حرارت و افت دی‌الکتریک کم این ماده نیز داشته باشیم.

چند درصد از سرامیک را از آلومینا تولید می­کنند؟

در پاسخ به این سوال باید گفت که هر چه میزان اکسید آلومینیوم در پوشش سرامیکی بالاتر باشد، مقاومت این پوشش در برابر گرما، سایش و شوک حرارتی بالاتر خواهد رفت.

به­ طوری که در تولید برخی سرامیک­ ها از 92 درصد آلومینا استفاده می­کنند و این مقدار در موارد دیگر می­تواند تا 99 درصد افزایش پیدا کند.

پس با توجه به توضیحاتی که از قبل ارائه دادیم می­توان نتیجه گرفت که وجود 99 درصد آلومینا در سرامیک، مقاومت بیشتری نسبت به مورد 92 و 96 درصد از آن دارد.

جمع­ بندی

پوشش سرامیکی یکی از کاربردی­ترین مواردی است که در صنایع مختلف نقش مهمی را به خود اختصاص داده است. در واقع سرامیک ­ها را در 2 نوع سنتی و مدرن تولید می­کنند.

در رابطه با پوشش­ های سرامیکی مهندسی یا مدرن باید بگوییم که این پوشش­ ها به­ خاطر مقاومت بالایی که در برابر شوک حرارتی، ضربه و سایش دارند، مورد استفاده کسب­ وکارهای زیادی قرار می­گیرند.

این کسب ­وکارهای که در زیر شاخه صنایع زیستی، کامپیوتر و تولید خودرو قرار دارند، بدون وجود سرامیک باید تمام فعالیت ­های خود را متوقف کنند.

ماده­ ای که موجب به ­وجود آمدن این ویژگی­های منحصر به ­فرد در سرامیک می­شود، آلومینا است که با نام­های اکسید آلومینیوم و کوراندوم نیز شناخته می­شود.

در واقع می­توان گفت که بدون استفاده از پودر آلومینا در ساخت سرامیک ­های سنتی و پیشرفته، قادر به ایجاد ویژگی ­های مقاومتی در این سفال پخته نخواهیم بود.