Weißes Aluminiumoxid (Al₂O₃) eignet sich aufgrund seiner hohen Härte, chemischen Inertheit und thermischen Stabilität hervorragend für eine verschleißfeste Schicht. Hier finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung seiner Eigenschaften und Anwendungen in verschleißfesten Beschichtungen:
Wichtige Eigenschaften von weißem Aluminiumoxid für die Verschleißfestigkeit
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Hohe Härte (Mohs 9) – Widersteht Abrieb und Erosion besser als viele Metalle und Polymere.
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Chemische Inertheit – Beständig gegen Korrosion durch Säuren, Laugen und oxidierende Umgebungen.
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Thermische Stabilität – Behält die Festigkeit bei hohen Temperaturen (bis zu ~1.800 °C).
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Geringe Porosität – Bei ordnungsgemäßem Sintern oder Plasmaspritzen bildet es eine dichte Schutzschicht.
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Elektrische Isolierung – Nützlich bei Anwendungen, die einen nichtleitenden Verschleißschutz erfordern.
Häufige Anwendungen
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Thermische Spritzbeschichtungen (Plasma oder HVOF) für Industriemaschinen, Pumpen und Turbinen.
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Abriebfeste Auskleidungen in Trichtern, Rutschen und Rohrleitungen, in denen abrasive Materialien verarbeitet werden.
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Verschleißplatten und Schneidwerkzeuge – Werden als Beschichtung zur Verlängerung der Lebensdauer verwendet.
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Keramikpanzerung und ballistischer Schutz – aufgrund seiner Härte und Schlagfestigkeit.
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Industrielle Rollen und Führungen – Schützt vor Reibung und Verschleiß.
Anwendungsmethoden
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Plasmaspritzen – Erzeugt eine dichte, gut haftende Beschichtung für Umgebungen mit hoher Beanspruchung.
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HVOF (High-Velocity Oxygen Fuel) – Bietet überlegene Bindungsstärke und geringe Porosität.
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Sintern – Wird für Keramikkomponenten verwendet, die strukturelle Integrität erfordern.
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Sol-Gel-Beschichtungen – Dünne, gleichmäßige Schichten für Präzisionsanwendungen.
Vergleich mit anderen verschleißfesten Materialien
| Material | Härte (Mohs) | Max. Temp. (°C) | Am besten für |
|---|---|---|---|
| Weißes Al₂O₃ | 9 | ~1.800 | Abrieb, Korrosion |
| Chromkarbid | 8,5 | ~1.100 | Gleitverschleiß |
| Wolframcarbid | 9-9,5 | ~1.200 | Extremer Abrieb |
| Siliziumkarbid | 9,5 | ~1.600 | Chemikalien + Verschleiß |
Einschränkungen
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Sprödigkeit – Neigt zur Rissbildung bei Stößen, sofern es nicht mit Härtungsmitteln (z. B. ZrO₂) kombiniert wird.
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Untergrundvorbereitung erforderlich – Für die Haftung beim thermischen Spritzen ist ein ordnungsgemäßes Sandstrahlen erforderlich.
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Kosten – Teurer als einige Verschleißlösungen auf Polymerbasis, aber langlebiger.
Verbesserungen
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Al₂O₃-TiO₂ (13 % TiO₂) – Verbessert die Zähigkeit und Schlagfestigkeit.
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Al₂O₃-ZrO₂ – Verbessert die Bruchzähigkeit bei Anwendungen mit hoher Beanspruchung.
Abschluss
Weißes Aluminiumoxid eignet sich ideal für Anwendungen, die eine hohe Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit erfordern . Bei extremer Stoßbelastung können Verbundbeschichtungen (z. B. Al₂O₃-TiO₂) vorzuziehen sein.