کوراندوم سفید (α-آلومینا) به دلیل نقطه ذوب بالا، سختی بالا، پایداری شیمیایی عالی و خواص عایق، کاربردهای گسترده‌ای در زمینه سرامیک‌های کاربردی دارد. در ادامه به تجزیه و تحلیل جهت‌ها و مزایای خاص کاربرد آن پرداخته شده است:
۱. سرامیک‌های الکترونیکی
زیرلایه‌ها و مواد بسته‌بندی
کوراندوم سفید برای ساخت زیرلایه‌های سرامیکی (مانند سرامیک‌های Al₂O₃ با محتوای Al₂O₃ 96% تا 99.6%) برای دستگاه‌های الکترونیکی با فرکانس بالا (مانند LEDها و دستگاه‌های مایکروویو) استفاده می‌شود. به دلیل رسانایی حرارتی بالا (حدود 30 W/m·K) و تلفات دی‌الکتریک کم، برای انتقال سیگنال با فرکانس بالا مناسب است.
اجزای عایق‌بندی:
کلیدهای ولتاژ بالا، حلقه‌های عایق لوله خلاء و غیره از مقاومت ویژه بالای آن (>10¹⁴ Ω·cm) و مقاومت قوس الکتریکی استفاده می‌کنند.
مزایا: خلوص بالا (محتوای Na₂O کمتر از 0.1%)، جلوگیری از تخریب عملکرد الکتریکی ناشی از ناخالصی‌ها.
۲. سرامیک‌های مقاوم در برابر سایش
آب‌بندها و یاتاقان‌های مکانیکی
سختی (HV~2200) و مقاومت در برابر سایش سرامیک‌های کوراندوم سفید، آنها را برای محیط‌های خشن مانند پمپ‌های شیمیایی و یاتاقان‌های پرسرعت مناسب می‌کند و عمر مفید آنها ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر از مواد فلزی است.
پوشش مقاوم در برابر سایش
پودر کوراندوم سفید با استفاده از پاشش پلاسما روی سطح فلز اعمال می‌شود تا مقاومت در برابر سایش را افزایش دهد.
مزایا: مقاومت در برابر خوردگی (مقاومت در برابر اسید و قلیا) بهتر از کاربید سیلیکون و نیترید سیلیکون است.
۳. سرامیک‌های دما بالا،
لوله محافظ ترموکوپل و پوشش کوره.
کوراندوم سفید می‌تواند برای مدت طولانی دمای ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد (برای مدت کوتاه ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد) را تحمل کند و برای محافظت از المان‌های اندازه‌گیری دمای کوره‌های دما بالا یا پوشش کوره‌های زینترینگ استفاده می‌شود.
مواد نسوز
به عنوان افزودنی برای بهبود مقاومت در برابر شوک حرارتی و استحکام سایر مواد نسوز.
مزایا: ضریب انبساط حرارتی پایین (8×10⁻⁶/℃) و مقاومت خوب در برابر شوک حرارتی.
۴. بیوسرامیک‌ها
ایمپلنت‌های دندانی و ارتوپدی
کوراندوم سفید با خلوص بالا (مانند ۹۹.۵٪ Al₂O₃) برای مفاصل مصنوعی و ایمپلنت‌های دندانی استفاده می‌شود که زیست‌سازگاری عالی و عدم پس زدن دارد.
مزایا: پرداخت سطحی بالا (Ra <0.02μm)، کاهش آسیب ناشی از اصطکاک بافت.
۵. سرامیک‌های نوری و شفاف
لامپ‌های سدیم فشار بالا
سرامیک‌های آلومینای شفاف (میزان عبور نور>۹۵٪) برای روشنایی با روشنایی بالا استفاده می‌شوند و در برابر خوردگی بخار سدیم در دمای بالا مقاوم هستند.
مواد پنجره لیزری
سرامیک‌های کوراندوم سفید، عبور نور خوبی در باندهای فرابنفش تا مادون قرمز دارند.
فرآیندهای کلیدی: پودرهای فوق ریز (اندازه ذرات <0.1μm) و تف‌جوشی در خلاء برای دستیابی به چگالی بالا مورد نیاز است.
۶. سرامیک‌های حسگر
ماتریس حسگر گاز/رطوبت
سرامیک‌های متخلخل از جنس کوراندوم سفید به عنوان حامل برای بارگذاری مواد حساس (مانند ZnO، SnO₂) استفاده می‌شوند و از پایداری و سطح ویژه بالای آنها بهره می‌برند.
مزایا: بی‌اثر بودن شیمیایی، جلوگیری از واکنش بین ماتریس و مواد حساس.
۷. سایر کاربردهای عملکردی
حامل کاتالیزور
متخلخل Al₂O₃ با سطح ویژه بالا برای تصفیه اگزوز خودرو (مانند کاتالیزور سه طرفه) استفاده می‌شود.
ماده محافظ صنعت هسته‌ای
تابش نوترون را جذب می‌کند و در برابر تابش دمای بالا مقاوم است.
نکات کلیدی فرآیند
تهیه پودر: کنترل تبدیل کریستال α-Al₂O₃ (که معمولاً با کلسینه کردن هیدروکسید آلومینیوم یا سولفات آلومینیوم حاصل می‌شود) ضروری است.
کمک پخت: برای جلوگیری از رشد غیرطبیعی دانه‌ها و بهبود چگالی، MgO (0.1%~0.5%) اضافه کنید.
فناوری قالب‌گیری: پرس خشک، پرس ایزواستاتیک یا قالب‌گیری تزریقی، که با توجه به پیچیدگی قطعه انتخاب می‌شود.