Le ceramiche di allumina sono tra i materiali più duri disponibili, con una durezza Rockwell (HRA) di 80-90, che le colloca appena sotto il diamante in termini di durezza.La loro resistenza all'usura supera di gran lunga quella dell'acciaio e dell'acciaio inossidabile, rendendoli ideali per le applicazioni industriali più esigenti.Le principali proprietà meccaniche includono una densità di massa di 3,6 g/cm³, una resistenza alla flessione di 300-340 MPa e una durezza di 12,2-13,5 GPa.Queste proprietà, unite alle eccellenti caratteristiche termiche ed elettriche, rendono la ceramica di allumina una scelta superiore per le applicazioni ad alte prestazioni.
Punti chiave spiegati:
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Confronto della durezza
- La ceramica di allumina ha una durezza Rockwell (HRA) di 80-90, seconda solo al diamante.
- La loro durezza (12,2-13,5 GPa) e la resistenza all'usura superano quelle dell'acciaio resistente all'usura e dell'acciaio inossidabile, rendendole altamente durevoli in ambienti abrasivi.
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Proprietà meccaniche
- Densità apparente:3,6 g/cm³, contribuendo alla loro integrità strutturale.
- Resistenza alla flessione:300-340 MPa, che garantisce la resistenza alla flessione e alla rottura sotto sforzo.
- Modulo di Young 280-320 GPa, che indica un'elevata rigidità e resistenza alla deformazione.
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Prestazioni termiche ed elettriche
- Conducibilità termica:16-23 W/(m-K), che consente un efficiente trasferimento di calore.
- Forza dielettrica:14-15 x10^6 V/m, che li rende adatti ad applicazioni di isolamento elettrico.
- Resistenza alle alte temperature:Resiste fino a 1800°C, ideale per uso industriale e di laboratorio.
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Composizione e proprietà superficiali
- Composto principalmente da AL2O3 (con additivi minori come SiO2, CaO e MgO), garantisce purezza e prestazioni.
- La finitura superficiale liscia riduce al minimo i rischi di contaminazione e migliora la funzionalità nelle applicazioni di precisione.
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Applicazioni
- Utilizzato in ambienti ad alta usura (ad esempio, macchinari industriali, utensili da taglio) grazie alla sua durezza ineguagliabile.
- Ideale per ambienti ad alta temperatura (ad esempio, forni, componenti aerospaziali) e per l'isolamento elettrico.
La combinazione unica di durezza, resistenza e proprietà termiche/elettriche delle ceramiche di allumina le rende indispensabili nelle applicazioni ingegneristiche e industriali avanzate.Le loro prestazioni sono tranquillamente alla base di tecnologie che vanno dai dispositivi medici ai sistemi energetici.
Tabella riassuntiva:
| Proprietà | Ceramica di allumina | Acciaio resistente all'usura | Acciaio inossidabile |
|---|---|---|---|
| Durezza Rockwell (HRA) | 80-90 | 60-70 | 50-60 |
| Durezza (GPa) | 12.2-13.5 | 5-7 | 3-5 |
| Resistenza alla flessione (MPa) | 300-340 | 200-300 | 150-250 |
| Conducibilità termica | 16-23 W/(m-K) | 30-50 W/(m-K) | 15-20 W/(m-K) |
| Temperatura massima | 1800°C | 600-800°C | 500-700°C |
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