Anwendung von Aluminiumoxidkeramik

Aluminiumoxidkeramik (Al₂O₃-Keramik), bekannt für ihre hohe Härte, Isolierung und Korrosionsbeständigkeit, wird häufig in der Automobilindustrie, der Elektronik, im Industriemaschinenbau und in der Medizin eingesetzt. Ihre spezifischen Anwendungen sind:

1. Automobilindustrie

• Power-Batteriesysteme: Als keramikbeschichtete Separatoren (Aluminiumoxid/Nitrid-Beschichtung) und Batterieabdeckungsisolatoren. Der beschichtete Separator erhöht die Temperaturbeständigkeitsgrenze auf 500 °C, verlängert die Auslösezeit für thermisches Durchgehen und verbessert die Batteriesicherheit; Isolatoren verhindern Kurzschlüsse durch hohe Isolierung und Korrosionsbeständigkeit (z. B. verwendet in BYD-Blade-Batterien).

• Elektronische Komponenten: Wird für Aluminiumoxidkeramiksubstrate in SiC-MOSFET-Modulen (für Elektroantriebe von Fahrzeugen mit alternativer Antriebstechnologie) verwendet. Es reduziert das Modulvolumen um ca. 40 % und verbessert die Wärmeableitung, wodurch ein stabiler Betrieb von Hochleistungskomponenten gewährleistet wird.

• Motor- und Auspuffteile: Herstellung von Ventilführungen und Abgassensorgehäusen. Seine hohe Temperaturbeständigkeit (Dauereinsatz bis 1600 °C) und Verschleißfestigkeit passen sich der rauen Umgebung von Motoren und Auspuffsystemen an.

2. Elektronik und Elektrotechnik

• Hochpräzise Isolatoren: Wird in Isolatoren für Hochspannungsschalter, Halterungen für integrierte Schaltkreise und Sockel für LED-Lampen eingesetzt. Der hohe Volumenwiderstand (≥10¹⁴ Ω·cm) und der geringe dielektrische Verlust gewährleisten eine zuverlässige elektrische Isolierung und stabile Signalübertragung.

• Halbleiterausrüstung: Stellt Waferträger und Auskleidungen für Plasmaätzkammern her. Es ist beständig gegen Säure-Basen-Korrosion (hält Halbleiterreinigungsmitteln stand) und hohe Temperaturen (passt sich Glühprozessen bei 1200 °C an) und vermeidet so eine Waferkontamination.

3. Industriemaschinen und verschleißfeste Felder

• Verschleißfeste Komponenten: Produziert Gleitringdichtungen, Keramiklager und Pumpenhülsen. Mit einer Mohshärte von 9 (nur Diamant übertrifft sie) hat es eine 3–5-mal längere Lebensdauer als Metallteile und ist für raue Bedingungen wie Schlammtransport und Hochgeschwindigkeitsrotation geeignet.

• Schleif- und Poliermaterialien: Werden als Schleifkugeln und Schleifpapier aus Aluminiumoxidkeramik verwendet. Sie zeichnen sich durch eine hohe Schleifleistung und geringen Verschleiß aus und werden häufig zum Polieren von Metall-, Glas- und Halbleiterwafern verwendet.

4. Medizinischer Bereich

• Biomedizinische Teile: Zur Herstellung künstlicher Gelenke (Femurköpfe aus Aluminiumoxidkeramik) und Zahnimplantate. Es ist ungiftig, hat eine gute Biokompatibilität (keine Gewebeabstoßung) und eine hohe Korrosionsbeständigkeit (beständig gegen Erosion durch Körperflüssigkeiten).

• Medizinische Instrumente: Zur Herstellung hochpräziser Instrumententeile (z. B. Spritzenkolben, Düsen für chirurgische Instrumente). Die glatte Oberfläche lässt sich leicht sterilisieren, wodurch Kreuzkontaminationen vermieden werden.

5. Alltagsgebrauch und andere Bereiche

• Haushaltsprodukte: Produziert Schneidwerkzeuge (Messer, Scheren) und Kochgeschirr aus Aluminiumoxidkeramik. Es ist rostfrei, ungiftig (keine Metallionenabscheidung) und leicht zu reinigen.

• Luft- und Raumfahrt & Verteidigung: Wird für Wärmedämmplatten und Radarantennenabdeckungen verwendet. Sein geringes Gewicht (Dichte ~3,6 g/cm³)

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