નવામાં α-એલ્યુમિનાનો ઉપયોગએલ્યુમિના સિરામિક્સ
નવી સિરામિક સામગ્રીની ઘણી જાતો હોવા છતાં, તેમને તેમના કાર્યો અને ઉપયોગો અનુસાર આશરે ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: કાર્યાત્મક સિરામિક્સ (જેને ઇલેક્ટ્રોનિક સિરામિક્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે), માળખાકીય સિરામિક્સ (જેને એન્જિનિયરિંગ સિરામિક્સ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) અને બાયોસેરામિક્સ. ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ કાચા માલના ઘટકો અનુસાર, તેમને ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ, નાઇટ્રાઇડ સિરામિક્સ, બોરાઇડ સિરામિક્સ, કાર્બાઇડ સિરામિક્સ અને મેટલ સિરામિક્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તેમાંથી, એલ્યુમિના સિરામિક્સ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે, અને તેનો કાચો માલ વિવિધ વિશિષ્ટતાઓનો α-એલ્યુમિના પાવડર છે.
α-એલ્યુમિના તેની ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ કઠિનતા, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને અન્ય ઉત્તમ ગુણધર્મોને કારણે વિવિધ નવી સિરામિક સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. તે માત્ર અદ્યતન એલ્યુમિના સિરામિક્સ જેમ કે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ સબસ્ટ્રેટ્સ, કૃત્રિમ રત્નો, કટીંગ ટૂલ્સ, કૃત્રિમ હાડકાં વગેરે માટે પાવડર કાચો માલ નથી, પરંતુ તેનો ઉપયોગ ફોસ્ફર કેરિયર, અદ્યતન પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી, ખાસ ગ્રાઇન્ડીંગ સામગ્રી વગેરે તરીકે પણ થઈ શકે છે. આધુનિક વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, α-એલ્યુમિનાનો ઉપયોગ ક્ષેત્ર ઝડપથી વિસ્તરી રહ્યો છે, અને બજારની માંગ પણ વધી રહી છે, અને તેની સંભાવનાઓ ખૂબ વ્યાપક છે.
કાર્યાત્મક સિરામિક્સમાં α-એલ્યુમિનાનો ઉપયોગ
કાર્યાત્મક સિરામિક્સએડવાન્સ્ડ સિરામિક્સનો સંદર્ભ લો જે ચોક્કસ કાર્ય પ્રાપ્ત કરવા માટે તેમના વિદ્યુત, ચુંબકીય, એકોસ્ટિક, ઓપ્ટિકલ, થર્મલ અને અન્ય ગુણધર્મો અથવા તેમના જોડાણ પ્રભાવોનો ઉપયોગ કરે છે. તેમની પાસે ઇન્સ્યુલેશન, ડાઇલેક્ટ્રિક, પીઝોઇલેક્ટ્રિક, થર્મોઇલેક્ટ્રિક, સેમિકન્ડક્ટર, આયન વાહકતા અને સુપરકન્ડક્ટિવિટી જેવા બહુવિધ વિદ્યુત ગુણધર્મો છે, તેથી તેમની પાસે ઘણા કાર્યો અને અત્યંત વ્યાપક એપ્લિકેશનો છે. હાલમાં, મોટા પાયે વ્યવહારિક ઉપયોગમાં લેવાતા મુખ્ય મુદ્દાઓમાં ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ સબસ્ટ્રેટ અને પેકેજિંગ માટે ઇન્સ્યુલેટિંગ સિરામિક્સ, ઓટોમોટિવ સ્પાર્ક પ્લગ ઇન્સ્યુલેટિંગ સિરામિક્સ, ટેલિવિઝન અને વિડિઓ રેકોર્ડરમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતા કેપેસિટર ડાઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ, બહુવિધ ઉપયોગો સાથે પીઝોઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ અને વિવિધ સેન્સર માટે સંવેદનશીલ સિરામિક્સનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-દબાણવાળા સોડિયમ લેમ્પ લાઇટ-એમિટિંગ ટ્યુબ માટે પણ થાય છે.
1. સ્પાર્ક પ્લગ ઇન્સ્યુલેટીંગ સિરામિક્સ
સ્પાર્ક પ્લગ ઇન્સ્યુલેટીંગ સિરામિક્સ હાલમાં એન્જિનમાં સિરામિક્સનો સૌથી મોટો ઉપયોગ છે. એલ્યુમિનામાં ઉત્તમ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન, ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ, ઉચ્ચ દબાણ પ્રતિકાર અને થર્મલ શોક પ્રતિકાર હોવાથી, એલ્યુમિના ઇન્સ્યુલેટીંગ સ્પાર્ક પ્લગનો વિશ્વમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. સ્પાર્ક પ્લગ માટે α-એલ્યુમિનાની જરૂરિયાતો સામાન્ય લો-સોડિયમ α-એલ્યુમિના માઇક્રોપાઉડર છે, જેમાં સોડિયમ ઓક્સાઇડનું પ્રમાણ ≤0.05% છે અને સરેરાશ કણોનું કદ 325 મેશ છે.
2. ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ સબસ્ટ્રેટ્સ અને પેકેજિંગ સામગ્રી
સબસ્ટ્રેટ મટિરિયલ્સ અને પેકેજિંગ મટિરિયલ્સ તરીકે વપરાતા સિરામિક્સ નીચેના પાસાઓમાં પ્લાસ્ટિક કરતાં શ્રેષ્ઠ છે: ઉચ્ચ ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ રાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ સીલિંગ, ભેજ પ્રવેશ નિવારણ, કોઈ પ્રતિક્રિયાશીલતા નહીં, અને અતિ-શુદ્ધ સેમિકન્ડક્ટર સિલિકોન માટે કોઈ પ્રદૂષણ નહીં. ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ સબસ્ટ્રેટ્સ અને પેકેજિંગ મટિરિયલ્સ માટે જરૂરી α-એલ્યુમિનાના ગુણધર્મો છે: થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક 7.0×10-6/℃, થર્મલ વાહકતા 20-30W/K·m (રૂમ તાપમાન), ડાઇલેક્ટ્રિક કોન્સ્ટન્ટ 9-12 (IMHz), ડાઇલેક્ટ્રિક લોસ 3~10-4 (IMHz), વોલ્યુમ રેઝિસ્ટિવિટી> 1012-1014Ω·cm (રૂમ તાપમાન).
સંકલિત સર્કિટના ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને ઉચ્ચ એકીકરણ સાથે, સબસ્ટ્રેટ અને પેકેજિંગ સામગ્રી માટે વધુ કડક જરૂરિયાતો આગળ મૂકવામાં આવે છે:
જેમ જેમ ચિપનું ગરમીનું ઉત્પાદન વધે છે, તેમ તેમ ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા જરૂરી બને છે.
કમ્પ્યુટિંગ તત્વની ઊંચી ગતિ સાથે, નીચા ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકની જરૂર પડે છે.
થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક સિલિકોનની નજીક હોવો જરૂરી છે. આ α-એલ્યુમિના પર ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ મૂકે છે, એટલે કે, તે ઉચ્ચ શુદ્ધતા અને સૂક્ષ્મતાની દિશામાં વિકાસ પામે છે.
૩. ઉચ્ચ-દબાણવાળા સોડિયમ પ્રકાશ ઉત્સર્જક દીવો
ફાઇન સિરામિક્સઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા અલ્ટ્રાફાઇન એલ્યુમિનાથી બનેલા કાચા માલમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, સારી ઇન્સ્યુલેશન, ઉચ્ચ શક્તિ વગેરેની લાક્ષણિકતાઓ હોય છે, અને તે એક ઉત્તમ ઓપ્ટિકલ સિરામિક સામગ્રી છે. મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ, ઇરિડિયમ ઓક્સાઇડ અથવા ઇરિડિયમ ઓક્સાઇડ ઉમેરણોની થોડી માત્રા સાથે ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એલ્યુમિનાથી બનેલું પારદર્શક પોલીક્રિસ્ટલાઇન, અને વાતાવરણ સિન્ટરિંગ અને હોટ પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, તે ઉચ્ચ-તાપમાન સોડિયમ વરાળના કાટનો સામનો કરી શકે છે અને ઉચ્ચ પ્રકાશ કાર્યક્ષમતા સાથે ઉચ્ચ-દબાણવાળા સોડિયમ પ્રકાશ-ઉત્સર્જન લેમ્પ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે.
માળખાકીય સિરામિક્સમાં α-એલ્યુમિનાનો ઉપયોગ
અકાર્બનિક બાયોમેડિકલ સામગ્રી તરીકે, બાયોસિરામિક સામગ્રીમાં ધાતુ સામગ્રી અને પોલિમર સામગ્રીની તુલનામાં કોઈ ઝેરી આડઅસર થતી નથી, અને જૈવિક પેશીઓ સાથે સારી જૈવ સુસંગતતા અને કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે. લોકો દ્વારા તેમનું મૂલ્ય વધુને વધુ વધી રહ્યું છે. બાયોસિરામિક સામગ્રીના સંશોધન અને ક્લિનિકલ એપ્લિકેશન ટૂંકા ગાળાના રિપ્લેસમેન્ટ અને ફિલિંગથી કાયમી અને મજબૂત ઇમ્પ્લાન્ટેશન સુધી અને જૈવિક નિષ્ક્રિય સામગ્રીથી જૈવિક રીતે સક્રિય સામગ્રી અને મલ્ટિફેઝ કમ્પોઝિટ સામગ્રી સુધી વિકસિત થઈ છે.
તાજેતરના વર્ષોમાં, છિદ્રાળુએલ્યુમિના સિરામિક્સરાસાયણિક કાટ પ્રતિકાર, ઘસારો પ્રતિકાર, સારી ઉચ્ચ તાપમાન સ્થિરતા અને થર્મોઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોને કારણે કૃત્રિમ હાડપિંજરના સાંધા, કૃત્રિમ ઘૂંટણના સાંધા, કૃત્રિમ ફેમોરલ હેડ, અન્ય કૃત્રિમ હાડકાં, કૃત્રિમ દાંતના મૂળ, હાડકાના ફિક્સેશન સ્ક્રૂ અને કોર્નિયલ રિપેર બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે. છિદ્રાળુ એલ્યુમિના સિરામિક્સની તૈયારી દરમિયાન છિદ્રના કદને નિયંત્રિત કરવાની પદ્ધતિ એ છે કે વિવિધ કણોના કદના એલ્યુમિના કણોને મિશ્રિત કરીને, ફોમ ગર્ભિત કરીને અને કણોને સ્પ્રે ડ્રાય કરીને સૂકવી શકાય. દિશાત્મક નેનો-સ્કેલ માઇક્રોપોરસ ચેનલ-પ્રકારના છિદ્રો ઉત્પન્ન કરવા માટે એલ્યુમિનિયમ પ્લેટોને પણ એનોડાઇઝ કરી શકાય છે.