Beyaz alüminyum oksit (beyaz erimiş alümina, Al₂O₃), olağanüstü sertliği (Mohs 9), yüksek erime noktası (~2050°C) ve mükemmel kimyasal kararlılığı nedeniyle aşınmaya dayanıklı bir seramik katman olarak yaygın olarak kullanılır . Aşınmaya dayanıklı kaplamalarda ve yüzeylerde nasıl uygulandığına dair bilgiler:
1. Aşınma Direnci için Temel Özellikler
-
Yüksek Sertlik : Parçacıklardan, bulamaçlardan ve sürtünmeden kaynaklanan aşınmaya karşı dayanıklıdır.
-
Kimyasal Eylemsizlik : Asit, alkali ve çözücülerin neden olduğu korozyona karşı dayanıklıdır.
-
Isıl Kararlılık : Yüksek sıcaklıklarda (1600–1800°C’ye kadar) performansını korur.
-
Düşük Gözeneklilik : Yoğun yapı aşındırıcı ortamların nüfuz etmesini azaltır.
2. Yaygın Uygulama Yöntemleri
A. Termal Sprey Kaplamalar
-
Plazma Püskürtme :
-
Beyaz Al₂O₃ tozu eritilerek metal alt tabakalara (örneğin pompa milleri, vanalar, türbin kanatları) itilir.
-
Aşınma ve erozyona karşı yoğun, sert bir tabaka (200–500 μm kalınlığında) oluşturur.
-
-
HVOF (Yüksek Hızlı Oksijen Yakıtı) :
-
Plazma spreyden daha yüksek bağ mukavemeti, ağır aşınma ortamlarına uygundur.
-
B. Seramik Kaplamalar ve Fayanslar
-
Epoksi veya Reçine ile Yapıştırılmış :
-
Madencilik/çimento endüstrilerinde Al₂O₃ kiremitler (örneğin %92-99 saflıkta) yapıştırıcı ile şutlara, hunilere veya boru hatlarına bağlanır.
-
Aşındırıcı malzemelerin taşındığı siklonlarda, fan kanatlarında ve konveyör sistemlerinde kullanılır.
-
C. Aşınmaya Dayanıklı Kompozitler
-
Al₂O₃-Takviyeli Polimerler :
-
Bulamaç boruları, astarları veya döşemeleri (örneğin kömür işleme tesisleri) için epoksi/poliüretanlara eklenir.
-
-
Seramik-Metal Matrisli Kompozitler :
-
Contalar veya yataklar gibi yüksek mukavemetli parçalar için metallerle (örneğin Al, Fe) sinterlenir.
-
3. Endüstriyel Kullanım Örnekleri
-
Madencilik & Çimento :
-
Kırıcılar, öğütücüler ve bulamaç taşıma ekipmanları için astarlar.
-
-
Petrol ve Gaz :
-
Matkap uçları, vanalar ve pompalarda kum erozyonuna karşı koruma sağlayan kaplamalar.
-
-
Güç Üretimi :
-
Kömürle çalışan tesislerde uçucu kül aşınmasını azaltmak için kazan borusu kaplamaları.
-
-
Otomotiv :
-
Yüksek aşınmaya maruz kalan motor parçaları (örneğin piston segmanları, silindir gömlekleri).
-
4. Alternatiflere Göre Avantajları
-
Maliyet Etkin : Birçok uygulama için silisyum karbür (SiC) veya tungsten karbürden (WC) daha ucuzdur.
-
Çok Yönlülük : Birden fazla biriktirme yöntemiyle uyumludur (püskürtme, döşeme, döküm).
-
Toksik Olmayan : Gıda/ilaç endüstrileri için güvenlidir (bazı ağır metal kaplamaların aksine).
5. Sınırlamalar
-
Kırılganlık : Darbe altında çatlamaya meyillidir; genellikle tokluğu artırmak için TiO₂ veya ZrO₂ ile birleştirilir.
-
Alt Tabaka Hazırlığı : Delaminasyonu önlemek için kum püskürtme ve termal uyumluluk gerektirir.