Warum wird weißes Schmelzaluminiumoxid 360# für multifunktionale Keramik verwendet?

Zunächst einmal: Was ist weißes Schmelzaluminiumoxid 360#?

• Weißes Schmelzkorund (WFA): Dies ist ein synthetisches Schleifmittel, das in einem Elektrolichtbogenofen aus hochreinem Aluminiumoxid (Al₂O₃) hergestellt wird. Die Bezeichnung „weiß“ weist auf die hohe Reinheit (typischerweise >99 % Al₂O₃) hin, die ihm hervorragende mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit verleiht. Es ist sehr hart (9 auf der Mohs-Skala, knapp unterhalb von Diamant) und besitzt eine hohe Festigkeit.
• 360# (Korngröße): Das „#“ bezieht sich auf die Korngröße gemäß FEPA-Standard (Verband Europäischer Schleifmittelhersteller).  360# ist ein feines Pulver mit einer mittleren Partikelgröße von ca. 22,8 Mikrometern. Zum Vergleich: Es ist feiner als 280# und gröber als 400#. Damit zählt es zu den  feinkörnigen Schleifmittelfüllstoffen .

Warum ist es ideal für multifunktionale Keramik?

1. Optimales Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Sinterung

• Partikelpackung: In der Keramikverarbeitung führt eine dichte Packung des Pulverbettes zu einer dichteren und gleichmäßigeren Sinterung (Verschmelzung bei hoher Temperatur). Die Verwendung einer einheitlichen, kontrollierten Partikelgröße, z. B. 360#, ermöglicht eine effiziente Packung mit anderen Keramikpulvern in der Rezeptur.
• Verstärkung: Die 360#-Partikel sind so fein, dass sie sich homogen in der Keramikmatrix verteilen und als Verstärkungsphase wirken. Sie hemmen das Risswachstum und erhöhen so die  Bruchzähigkeit und die mechanische Festigkeit der Keramik deutlich .
• Sinterkontrolle: Wären die Aluminiumoxidpartikel zu gröber, würden sie sich nicht gut integrieren und Schwachstellen bilden. Wären sie hingegen zu fein (z. B. 800# oder 1000#), könnte ihre große Oberfläche zu übermäßiger und unvorhersehbarer Sinterschrumpfung führen, was Verformungen oder Defekte zur Folge hätte.  360# bietet einen optimalen Bereich – fein genug für eine effektive Verstärkung, aber nicht so fein, dass der Sinterprozess gestört wird.

2. Verbesserte mechanische Eigenschaften

• Hohe Härte und Verschleißfestigkeit: WFA zählt zu den härtesten verfügbaren Werkstoffen. Durch seinen Einsatz wird die Beständigkeit der Keramik gegen Abrieb, Kratzer und Erosion deutlich erhöht. Dies ist entscheidend für Bauteile wie Industrieauskleidungen, Schneidwerkzeuge, Verschleißplatten und Pumpendichtungen.
• Hohe Festigkeit und Steifigkeit: Die starken Ionenbindungen in der Aluminiumoxid-Kristallstruktur führen zu einer hohen Druckfestigkeit und Steifigkeit des fertigen Keramikprodukts.

3. Hervorragende thermische Eigenschaften

• Hohe thermische Stabilität: WFA besitzt einen extrem hohen Schmelzpunkt (~2050 °C) und zersetzt sich nicht. Dadurch behält der Keramikverbundwerkstoff seine strukturelle Integrität und seine Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen bei.
• Gute Wärmeleitfähigkeit: Aluminiumoxid ist ein guter Wärmeleiter. Dies trägt zu einer schnellen Wärmeableitung bei und verhindert die Entstehung von thermischen Spannungen und Rissen, was für Anwendungen wie elektronische Substrate oder Kühlkörper von entscheidender Bedeutung ist.

4. Hervorragende elektrische Isolierung

• Elektronische Substrate und Gehäuse.
• Isolierkomponenten in Hochtemperaturöfen.
• Bauteile, die neben der Wärmeableitung auch eine elektrische Isolation erfordern.

5. Chemische Inertheit

Zusammenfassung: Die wichtigsten Vorteile von WFA 360# in einer Tabelle

Typische Anwendungen in multifunktionaler Keramik:

• Hochleistungs-Feuerfestmaterialien: Für Auskleidungen in stark beanspruchten, hochtemperaturbeständigen Industrieöfen.
• Strukturkeramik: Für Bauteile in der Automobil- und Luftfahrtindustrie (z. B. Lager, Ventile).
• Elektronische Keramik: Wird als Füllstoff in Substraten oder isolierenden Bauteilen verwendet.
• Verschleißfeste Teile: Fliesen, Auskleidungen, Düsen und Schleifkörper, die starkem Abrieb ausgesetzt sind.