Tubo de alúmina transparente para necesidades técnicas

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Los tubos cerámicos de alúmina altamente transparentes son un tipo de material cerámico policristalino con α-Al₂O₃ de alta pureza como componente principal. Consiguen una alta transmitancia de luz eliminando los poros internos y las impurezas. Para una muestra de 0,75 mm de espesor, la transmitancia de luz total en el rango de luz visible puede alcanzar más del 90%, y algunos productos optimizados llegan incluso al 95%.

Este material es el primer material cerámico avanzado que consigue transparencia. Su preparación requiere el uso de materias primas de alúmina con una pureza superior al 99,99% y la adición de trazas de MgO, La₂O₃ o Y₂O₃ como ayudas de sinterización para promover la densificación e inhibir el crecimiento excesivo del grano.

Parámetros clave de rendimiento:

Densidad: ≥ 3,95 g/cm³

Resistencia a la flexión: > 350 MPa

Coeficiente de expansión térmica: (6,5~8,5) × 10⁻⁶/℃

Temperatura de funcionamiento: hasta 1700 °C o más

Constante dieléctrica: > 9,8

Resistencia a la rotura: 6,0 - 6,4 kV/mm

Principales campos de aplicación:

Tubos emisores de luz (tubos de arco) para lámparas de sodio de alta presión y lámparas de halogenuros metálicos: debido a su excelente resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión por vapor de metales alcalinos, se han utilizado ampliamente para reemplazar los tubos de vidrio de cuarzo tradicionales.

Sustrato de iluminación semiconductor para LED: como alternativa económica al zafiro, se utiliza para empaquetar chips LED.

Sustrato de circuito integrado de microondas: aprovechando sus propiedades de aislamiento de alta frecuencia.

Campo biomédico: Como por ejemplo brackets cerámicos para tratamientos de ortodoncia.

Ventanas infrarrojas y componentes ópticos: Adecuado para materiales de transmisión de ondas en ambientes de alta temperatura y altamente corrosivos.

Puntos clave del proceso de preparación:

Método de formación: comúnmente se utiliza prensado en seco combinado con prensado isostático en frío para mejorar la densidad de la pieza en bruto.

Proceso de sinterización: debe realizarse en una atmósfera de hidrógeno para la sinterización atmosférica, o adoptar tecnologías avanzadas como sinterización por prensado en caliente, sinterización por plasma (SPS), sinterización por prensado en caliente oscilante (OPS), etc. para reducir la porosidad y controlar el tamaño del grano (generalmente menos de 1 μm).

Tratamiento de la superficie: después de la sinterización, es necesario pulirla con precisión hasta obtener un acabado de grado 11-13 para reducir la pérdida por dispersión de la superficie.

DATOS TÉCNICOS DE CERÁMICA DE ALUMINA

ITEM	UNIT	99.9 ALUMINA
Density	G/cm3	3.94
Bending Resistance	Mpa	500
Compressive Strength	Mpa	3300
Elasticity Modulus	Gpa	400
Shock Strength	Mpam/2	5.2
Vaporization Coefficient	M	12
Vickers Hardness	HV0.5	2000
Thermal Expansivity	10-6K-1	8.0
Conductivity	W/MK	28
Thermal Shock Resistance	AT℃	280
Maximum Service Temperature	℃	1750
20℃ Volume Resistance	Ω	≥1015
Dielectric Strength	KV/mm	30
Apparent Porosity	％	0
Permittivity	Er	10
Dielectric Loss Angle	tanδ	0.001

DATOS TÉCNICOS DEL POLVO DE ALÚMINA

ITEM	LS-110	LS-120	LS-130	LS-110F	LS-220	LS-210
LOI(％)	0.02	0.02	0.05	0.08	0.03	0.01
Na2O(％)	0.05	0.04	0.03	0.05	0.07	0.08
SiO2(％)	0.07	0.07	0.07	0.09	0.02	0.02
Fe2O3(％)	0.03	0.03	0.03	0.03	0.02	0.02
Al2O3(％)	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9	99.9
average grain diameter(um)	1.7	2.1	2.2	1.1	2.7	2.9
αgrain diameter(um)	1-2	1-3	2-4	1-2	2-3	3-5
BET Surface Area(m2/g)	1.9	1.4	1.4	3.2	1.6	0.9
Pressure-induced volume density(g/cm3)*	2.22	2.27	2.31	2.29	2.22	2.32
Forming density(g/cm3)**	2.13	2.20	2.23	2.33	2.17	2.30
Sintering volume density(g/cm3)**	3.78	3.79	3.78	3.89	3.81	3.77
Line collection efficiency(％)	18.0	17.2	16.7	15.7	17.5	15.3