नए में α-एल्यूमिना का अनुप्रयोगएल्यूमिना सिरेमिक
यद्यपि नए सिरेमिक पदार्थों की कई किस्में हैं, फिर भी उन्हें उनके कार्यों और उपयोगों के अनुसार मोटे तौर पर तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: कार्यात्मक सिरेमिक (जिसे इलेक्ट्रॉनिक सिरेमिक भी कहा जाता है), संरचनात्मक सिरेमिक (जिसे इंजीनियरिंग सिरेमिक भी कहा जाता है) और बायोसिरेमिक। उपयोग किए जाने वाले विभिन्न कच्चे माल के घटकों के अनुसार, इन्हें ऑक्साइड सिरेमिक, नाइट्राइड सिरेमिक, बोराइड सिरेमिक, कार्बाइड सिरेमिक और धातु सिरेमिक में विभाजित किया जा सकता है। इनमें से, एल्यूमिना सिरेमिक बहुत महत्वपूर्ण है, और इसका कच्चा माल विभिन्न विशिष्टताओं वाला α-एल्यूमिना पाउडर है।
α-एल्यूमिना अपनी उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, उच्च तापमान प्रतिरोध, घिसाव प्रतिरोध और अन्य उत्कृष्ट गुणों के कारण विभिन्न नए सिरेमिक पदार्थों के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह न केवल उन्नत एल्यूमिना सिरेमिक जैसे एकीकृत परिपथ सब्सट्रेट, कृत्रिम रत्न, काटने के उपकरण, कृत्रिम हड्डियाँ आदि के लिए एक पाउडर कच्चा माल है, बल्कि इसका उपयोग फॉस्फोर वाहक, उन्नत दुर्दम्य पदार्थ, विशेष पीसने वाले पदार्थ आदि के रूप में भी किया जा सकता है। आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, α-एल्यूमिना का अनुप्रयोग क्षेत्र तेजी से विस्तार कर रहा है, बाजार की मांग भी बढ़ रही है, और इसकी संभावनाएँ बहुत व्यापक हैं।
कार्यात्मक सिरेमिक में α-एल्यूमिना का अनुप्रयोग
कार्यात्मक सिरेमिकउन्नत सिरेमिक उन उन्नत सिरेमिक को संदर्भित करते हैं जो किसी विशिष्ट कार्य को प्राप्त करने के लिए अपने विद्युत, चुंबकीय, ध्वनिक, प्रकाशिक, तापीय और अन्य गुणों या अपने युग्मन प्रभावों का उपयोग करते हैं। इनमें विद्युतरोधी, परावैद्युत, दाबविद्युत, तापविद्युत, अर्धचालक, आयन चालकता और अतिचालकता जैसे कई विद्युत गुण होते हैं, इसलिए इनके कई कार्य और अत्यंत व्यापक अनुप्रयोग होते हैं। वर्तमान में, बड़े पैमाने पर व्यावहारिक उपयोग में लाए जाने वाले मुख्य सिरेमिक हैं एकीकृत परिपथ सब्सट्रेट और पैकेजिंग के लिए इंसुलेटिंग सिरेमिक, ऑटोमोटिव स्पार्क प्लग इंसुलेटिंग सिरेमिक, टेलीविजन और वीडियो रिकॉर्डर में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कैपेसिटर परावैद्युत सिरेमिक, बहुउपयोगी दाबविद्युत सिरेमिक और विभिन्न सेंसरों के लिए संवेदनशील सिरेमिक। इसके अलावा, इनका उपयोग उच्च-दाब सोडियम लैंप प्रकाश उत्सर्जक नलियों में भी किया जाता है।
1. स्पार्क प्लग इंसुलेटिंग सिरेमिक
स्पार्क प्लग इंसुलेटिंग सिरेमिक वर्तमान में इंजनों में सिरेमिक का एकमात्र सबसे बड़ा अनुप्रयोग है। एल्यूमिना में उत्कृष्ट विद्युत रोधन, उच्च यांत्रिक शक्ति, उच्च दाब प्रतिरोध और तापीय आघात प्रतिरोध होने के कारण, एल्यूमिना इंसुलेटिंग स्पार्क प्लग का दुनिया भर में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। स्पार्क प्लग के लिए α-एल्यूमिना की आवश्यकता सामान्य निम्न-सोडियम α-एल्यूमिना माइक्रोपाउडर की होती है, जिसमें सोडियम ऑक्साइड की मात्रा ≤0.05% और औसत कण आकार 325 जाल होता है।
2. एकीकृत सर्किट सबस्ट्रेट्स और पैकेजिंग सामग्री
सब्सट्रेट सामग्री और पैकेजिंग सामग्री के रूप में प्रयुक्त सिरेमिक निम्नलिखित पहलुओं में प्लास्टिक से बेहतर हैं: उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध, उच्च रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, उच्च सीलिंग, नमी प्रवेश निवारण, कोई प्रतिक्रियाशीलता नहीं, और अति-शुद्ध अर्धचालक सिलिकॉन के लिए कोई प्रदूषण नहीं। एकीकृत परिपथ सब्सट्रेट और पैकेजिंग सामग्री के लिए आवश्यक α-एल्यूमिना के गुण हैं: तापीय प्रसार गुणांक 7.0×10-6/℃, तापीय चालकता 20-30W/K·m (कमरे का तापमान), परावैद्युत स्थिरांक 9-12 (IMHz), परावैद्युत हानि 3~10-4 (IMHz), आयतन प्रतिरोधकता>1012-1014Ω·cm (कमरे का तापमान)।
एकीकृत सर्किट के उच्च प्रदर्शन और उच्च एकीकरण के साथ, सब्सट्रेट्स और पैकेजिंग सामग्री के लिए अधिक कठोर आवश्यकताएं सामने रखी गई हैं:
जैसे-जैसे चिप की ऊष्मा उत्पादन क्षमता बढ़ती है, उच्च तापीय चालकता की आवश्यकता होती है।
कंप्यूटिंग तत्व की उच्च गति के साथ, कम परावैद्युत स्थिरांक की आवश्यकता होती है।
तापीय प्रसार गुणांक सिलिकॉन के करीब होना आवश्यक है। इससे α-एल्यूमिना पर उच्चतर आवश्यकताएं लागू होती हैं, अर्थात यह उच्च शुद्धता और सूक्ष्मता की दिशा में विकसित होता है।
3. उच्च दबाव सोडियम प्रकाश उत्सर्जक लैंप
उत्तम चीनी मिट्टी की चीज़ेंउच्च शुद्धता वाले अल्ट्राफाइन एल्यूमिना से बने कच्चे माल में उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, अच्छा इन्सुलेशन, उच्च शक्ति आदि की विशेषताएँ होती हैं और यह एक उत्कृष्ट ऑप्टिकल सिरेमिक सामग्री है। उच्च शुद्धता वाले एल्यूमिना से बने पारदर्शी पॉलीक्रिस्टलाइन, मैग्नीशियम ऑक्साइड, इरिडियम ऑक्साइड या इरिडियम ऑक्साइड एडिटिव्स की थोड़ी मात्रा के साथ, वायुमंडलीय सिंटरिंग और गर्म दबाव सिंटरिंग द्वारा निर्मित, उच्च तापमान वाले सोडियम वाष्प के संक्षारण का सामना कर सकते हैं और उच्च प्रकाश दक्षता वाले उच्च दबाव वाले सोडियम प्रकाश उत्सर्जक लैंप के रूप में उपयोग किए जा सकते हैं।
संरचनात्मक सिरेमिक में α-एल्यूमिना का अनुप्रयोग
अकार्बनिक जैव-चिकित्सा सामग्री के रूप में, बायोसिरेमिक सामग्रियों में धातु सामग्री और बहुलक सामग्री की तुलना में कोई विषाक्त दुष्प्रभाव नहीं होते हैं, और जैविक ऊतकों के साथ इनकी जैव-संगतता और संक्षारण प्रतिरोध अच्छा होता है। लोगों द्वारा इनका महत्व बढ़ता जा रहा है। बायोसिरेमिक सामग्रियों का अनुसंधान और नैदानिक अनुप्रयोग अल्पकालिक प्रतिस्थापन और भरण से लेकर स्थायी और दृढ़ आरोपण तक, और जैविक निष्क्रिय सामग्रियों से लेकर जैविक रूप से सक्रिय सामग्रियों और बहु-चरणीय मिश्रित सामग्रियों तक विकसित हुआ है।
हाल के वर्षों में, झरझराएल्यूमिना सिरेमिकअपने रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध, घिसाव प्रतिरोध, उच्च तापमान स्थिरता और तापविद्युत गुणों के कारण, इनका उपयोग कृत्रिम कंकाल जोड़ों, कृत्रिम घुटनों के जोड़ों, कृत्रिम ऊरु सिरों, अन्य कृत्रिम हड्डियों, कृत्रिम दाँतों की जड़ों, अस्थि स्थिरीकरण स्क्रू और कॉर्निया की मरम्मत के लिए किया जाता है। छिद्रयुक्त एल्यूमिना सिरेमिक तैयार करते समय छिद्रों के आकार को नियंत्रित करने की विधि विभिन्न कण आकारों के एल्यूमिना कणों को मिलाना, फोम संसेचन करना और कणों को स्प्रे से सुखाना है। दिशात्मक नैनो-स्केल सूक्ष्म छिद्रयुक्त चैनल-प्रकार के छिद्र बनाने के लिए एल्यूमिना प्लेटों को एनोडाइज़ भी किया जा सकता है।