Beyaz alüminyum oksit (Al₂O₃), yüksek sertliği, kimyasal inertliği ve termal kararlılığı nedeniyle aşınmaya dayanıklı bir katman için mükemmel bir seçimdir. İşte aşınmaya dayanıklı kaplamalardaki özelliklerinin ve uygulamalarının ayrıntılı bir dökümü:
Aşınma Direnci İçin Beyaz Alüminyum Oksitin Temel Özellikleri
-
Yüksek Sertlik (Mohs 9) – Birçok metal ve polimerden daha iyi aşınmaya ve erozyona karşı direnç gösterir.
-
Kimyasal Eylemsizlik – Asitlerden, alkalilerden ve oksitleyici ortamlardan kaynaklanan korozyona karşı dayanıklıdır.
-
Isıl Kararlılık – Yüksek sıcaklıklarda (yaklaşık 1.800°C’ye kadar) mukavemetini korur.
-
Düşük Gözeneklilik – Uygun şekilde sinterlendiğinde veya plazma püskürtme işlemine tabi tutulduğunda yoğun, koruyucu bir tabaka oluşturur.
-
Elektriksel Yalıtım – İletken olmayan aşınma koruması gerektiren uygulamalarda kullanışlıdır.
Ortak Uygulamalar
-
Endüstriyel makineler, pompalar ve türbinler için Termal Sprey Kaplamalar (Plazma veya HVOF).
-
Aşındırıcı malzemelerin taşındığı haznelerde, şutlarda ve boru hatlarında aşınmaya dayanıklı astarlar .
-
Aşınma Plakaları ve Kesici Takımlar – Hizmet ömrünü uzatmak için kaplama olarak kullanılır.
-
Seramik Zırh ve Balistik Koruma – Sertliği ve darbe direnci nedeniyle.
-
Endüstriyel Silindirler ve Kılavuzlar – Sürtünme ve aşınmaya karşı korur.
Uygulama Yöntemleri
-
Plazma Püskürtme – Yüksek aşınma ortamları için yoğun, iyi yapışmış bir kaplama üretir.
-
HVOF (Yüksek Hızlı Oksijen Yakıtı) – Üstün bağ mukavemeti ve düşük gözeneklilik sunar.
-
Sinterleme – Yapısal bütünlük gerektiren seramik bileşenlerde kullanılır.
-
Sol-Gel Kaplamalar – Hassas uygulamalar için ince, homojen katmanlar.
Diğer Aşınmaya Dayanıklı Malzemelerle Karşılaştırma
| Malzeme | Sertlik (Mohs) | Maksimum Sıcaklık (°C) | En İyisi İçin |
|---|---|---|---|
| Beyaz Al₂O₃ | 9 | ~1.800 | Aşınma, korozyon |
| Krom Karbür | 8.5 | ~1.100 | Kayan aşınma |
| Tungsten Karbür | 9-9.5 | ~1.200 | Aşırı aşınma |
| Silisyum Karbür | 9.5 | ~1.600 | Kimyasal + aşınma |
Sınırlamalar
-
Kırılganlık – Sertleştirici maddelerle (örneğin ZrO₂) birleştirilmediği takdirde darbe altında çatlamaya meyillidir.
-
Alt Tabaka Hazırlığı Gereklidir – Termal püskürtmede yapışma için uygun kum püskürtmeye ihtiyaç vardır.
-
Maliyet – Bazı polimer bazlı aşınma çözümlerinden daha pahalıdır ancak daha uzun ömürlüdür.
Geliştirmeler
-
Al₂O₃-TiO₂ (%13 TiO₂) – Darbe direnci için tokluğu artırır.
-
Al₂O₃-ZrO₂ – Yüksek gerilimli uygulamalar için kırılma tokluğunu artırır.
Çözüm
Beyaz alüminyum oksit , yüksek aşınma direnci, termal kararlılık ve kimyasal eylemsizlik gerektiren uygulamalar için idealdir . Aşırı darbe için kompozit kaplamalar (örneğin, Al₂O₃-TiO₂) tercih edilebilir.