1. Il ruolo dell’ossido di alluminio bianco nella ceramica espansa
Le ceramiche espanse sono strutture altamente porose, simili a spugne, utilizzate principalmente come filtri per metalli fusi (ad esempio alluminio, ferro, acciaio, rame). L’ossido di alluminio bianco è la materia prima principale, o aggregato , che forma lo scheletro ceramico di questo filtro.
La sua funzione è quella di creare una rete rigida e tridimensionale che:
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Intrappola fisicamente le inclusioni non metalliche (scorie, ossidi).
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Assorbe chimicamente le impurità più fini attraverso la sua superficie.
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Resiste a shock termici estremi se immerso nel metallo fuso.
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Resiste all’erosione e alla dissoluzione causata dal metallo fuso.
2. Perché l’ossido di alluminio bianco è la scelta preferita
Rispetto ad altri materiali come l’allumina fusa marrone o il carburo di silicio, l’ossido di alluminio bianco offre una combinazione superiore di proprietà per questa applicazione critica:
| Proprietà | Perché è importante per la ceramica espansa | Come eccelle l’allumina bianca |
|---|---|---|
| Alta purezza | Le impurità possono contaminare il metallo fuso. | Contenuto di Al₂O₃ > 99,5% . Livelli molto bassi di silice (SiO₂), ossido di ferro (Fe₂O₃) e altri flussi. |
| Alta refrattarietà | Deve rimanere solido e stabile nel metallo fuso (ad esempio, alluminio ~660°C, ferro ~1500°C). | Punto di fusione estremamente elevato ( ~2050°C ). |
| Eccellente inerzia chimica | Non deve reagire con il metallo fuso filtrato. | Altamente stabile nell’alluminio fuso e in altri metalli non ferrosi. |
| Buona resistenza agli shock termici | Non deve rompersi se immerso dalla temperatura ambiente nel metallo fuso. | La sua struttura cristallina pura garantisce una buona resistenza allo stress termico. |
| Dimensione controllata delle particelle | Determina la viscosità della sospensione, lo spessore del rivestimento e la resistenza finale del filtro. | Disponibili in distribuzioni granulometriche accuratamente graduate. |
3. Specifiche chiave della polvere
La polvere di allumina non ha una dimensione unica, bensì una distribuzione attentamente graduata delle particelle per garantire proprietà ottimali nel prodotto finale.
- Purezza: > 99,5% Al₂O₃ è lo standard. Questo riduce al minimo la formazione di fasi vetrose a bassa temperatura che indeboliscono la struttura ceramica alle alte temperature.
- Distribuzione granulometrica: una miscela tipica potrebbe includere:
- Granuli grossolani: da -40 mesh a -200 mesh (ad esempio, 100-400 micron). Costituiscono lo scheletro strutturale principale.
- Farina fine: -325 mesh (< 44 micron). Queste particelle fini riempiono gli spazi tra i grani più grossi, favorendo la densificazione durante la sinterizzazione e aumentando la resistenza finale del filtro.
- Chimica: un basso contenuto di sodio (Na₂O) è fondamentale, poiché agisce come un flusso e degrada gravemente le proprietà ad alta temperatura.