پودر اکسید تیتانیوم آلومینا: چیست و چرا به طور گسترده استفاده می شود

پودر اکسید تیتانیوم آلومینا دقیقاً چیست؟

پودر اکسید تیتانیوم آلومینا یک ماده کامپوزیت سرامیکی است که از ترکیب اکسید آلومینیوم (Al2O3) با اکسید تیتانیوم (TiO2) ساخته می شود. نتیجه یک پودر خوب و بدون جریان است که سختی آلومینا را با چقرمگی و مقاومت در برابر ترک ناشی از اکسید تیتانیوم ترکیب می کند. این ترکیب به همین دلیل است که پودر به طور گسترده در فرآیندهای پوشش اسپری حرارتی استفاده می شود، جایی که مهندسان به ماده ای نیاز دارند که بتواند در برابر اصطکاک، گرما و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی بدون شکستگی دوام بیاورد.

در اکثر محصولات تجاری، این نسبت 87% Al2O3 / 13% TiO2 یا 60% Al2O3 / 40% TiO2 است، اگرچه ترکیبات سفارشی برای صنایع خاص وجود دارد. درصد اکسید تیتانیوم به طور مستقیم بر شکننده یا انعطاف پذیر بودن پوشش نهایی تأثیر می گذارد، چیزی که در ادامه این مقاله به آن خواهیم پرداخت.

نحوه تولید پودر اکسید تیتانیوم آلومینا

بیشتر پودر اکسید تیتانیوم آلومینا مورد استفاده در پوشش های صنعتی از طریق فرآیندی به نام تولید ذوب شده و خرد شده تولید می شود. آلومینا خام و اکسید تیتانیوم در دماهای بسیار بالا با هم ذوب می شوند، به شکل یک بلوک جامد سرد می شوند، سپس خرد شده و در محدوده اندازه ذرات کنترل شده، معمولاً بین 15 تا 45 میکرون برای کاربردهای اسپری حرارتی، الک می شوند.

چرا روش ساخت مهم است

روش ذوب شده و خرد شده پودری با توزیع شیمیایی یکنواخت ایجاد می کند، به این معنی که هر ذره تقریباً دارای نسبت مشابهی از Al2O3 به TiO2 است. این قوام بسیار مهم است زیرا ذرات ناهموار می توانند پس از استفاده از پوشش منجر به ایجاد پوشش های تکه تکه، نقاط ضعیف یا سایش زودرس شوند. پودرهای ارزان‌تر و ضعیف‌تر گاهی اوقات از ذوب مناسب خودداری می‌کنند که منجر به جدا شدن دو اکسید و نتایج اسپری ناسازگار می‌شود.

• پودرهای ذوب شده و خرد شده سازگارترین ترکیب ذرات را ارائه می دهند
• توزیع اندازه ذرات بر میزان روان شدن پودر از طریق تجهیزات اسپری تأثیر می گذارد
• برای جلوگیری از گرفتگی در تفنگ های اسپری، میزان رطوبت باید کم نگه داشته شود

خواص کلیدی که این پودر را بسیار مفید می کند

محبوبیت از پودر اکسید تیتانیوم آلومینا به تعداد انگشت شماری از خواص فیزیکی و مکانیکی می رسد که به سختی می توان آنها را در یک ماده واحد یافت. آلومینا خالص بسیار سخت است اما همچنین شکننده است، به این معنی که پوشش های ساخته شده از آن به تنهایی می توانند در اثر ضربه یا چرخه حرارتی ترک بخورند. افزودن اکسید تیتانیوم این مشکل را با بهبود چقرمگی بدون کاهش سختی زیاد حل می کند.

همانطور که جدول نشان می دهد، مخلوط کردن اکسید تیتانیوم در پودر یک معامله است. شما مقدار کمی سختی خام را در ازای پوششی که تحت فشار مکانیکی، ارتعاش و تغییرات سریع دما بهتر نگه می‌دارد، رها می‌کنید.

جایی که پودر اکسید تیتانیوم آلومینا در دنیای واقعی استفاده می شود

این پودر یک ماده طاقچه ای نیست که برای آزمایشگاه ها در نظر گرفته شده است. در صنایع سنگین، تولید و حتی برخی از کاربردهای مصرف کننده که دوام سطح اهمیت دارد، خود را نشان می دهد.

پوشش های اسپری حرارتی برای ماشین آلات

رایج ترین استفاده به عنوان ماده اولیه برای تجهیزات اسپری پلاسما و اسپری شعله است. سازندگان غلتک ها، شفت ها، اجزای پمپ و سطوح بلبرینگ را با لایه نازکی از این پودر می پوشانند تا عمر مفید قطعه را افزایش دهند. این پوشش در برابر سایش مقاوم است، که به ویژه در صنایعی مانند چاپ، منسوجات و پردازش کاغذ که در آن غلتک‌ها دائماً تحت اصطکاک هستند، ارزشمند است.

پوشش های عایق الکتریکی

از آنجایی که پوشش تولید شده از این پودر دارای خواص دی الکتریک خوبی است، برای پوشش دادن قطعاتی که در کنار حفاظت مکانیکی نیاز به عایق الکتریکی دارند، مانند محفظه های الکترونیکی خاص و قطعات تابلو برق صنعتی نیز استفاده می شود.

درمان های سطحی ضد خوردگی

در تجهیزات دریایی، پمپ ها و شیرهایی که در معرض مواد شیمیایی خشن قرار دارند، یک لایه اسپری شده از پودر اکسید تیتانیوم آلومینا به عنوان مانعی در برابر خوردگی عمل می کند و همزمان در برابر سایش فیزیکی محافظت می کند و آن را به یک راه حل دو در یک برای تجهیزاتی تبدیل می کند که در محیط های سخت زندگی می کنند.

چگونه نمره مناسب را برای برنامه خود انتخاب کنید

همه پودر اکسید تیتانیوم آلومینا یکسان ساخته نمی شوند و انتخاب گرید اشتباه می تواند منجر به خرابی پوشش شود. قبل از ثبت سفارش، فکر کردن به چند سوال عملی در مورد درخواستتان کمک می کند.

• آیا قسمت پوشش داده شده ضربه زیاد یا عمدتاً اصطکاک ثابت را تجربه می کند؟ محتوای TiO2 بالاتر مناسب موارد استفاده سنگین است
• چه تجهیزات اسپری استفاده خواهد شد؟ اندازه ذرات باید با مشخصات اسپری پلاسما، اسپری شعله یا سیستم HVOF مطابقت داشته باشد
• آیا کاربرد به خواص عایق الکتریکی نیاز دارد یا مقاومت در برابر سایش تنها اولویت است؟
• آیا محیط کار در معرض رطوبت، مواد شیمیایی یا نوسانات شدید دما است؟

تامین کنندگان معتبر برگه ای از توزیع اندازه ذرات، خلوص شیمیایی، جریان پذیری و پارامترهای اسپری توصیه شده را ارائه می دهند. همیشه قبل از خرید عمده، این اسناد را درخواست کنید، به خصوص برای عملیات پوشش دهی در مقیاس صنعتی که سازگاری بین دسته ها غیرقابل مذاکره است.

نکاتی برای گرفتن بهترین نتایج در طول برنامه

حتی پودر با کیفیت بالا می تواند نتایج ناامید کننده ای را در صورت عدم مدیریت صحیح فرآیند سمپاشی ایجاد کند. چند عادت عملی تفاوت قابل توجهی در کیفیت پوشش ایجاد می کند.

• پودر را در یک ظرف در بسته و خشک نگهداری کنید تا از جذب رطوبت جلوگیری شود که می تواند باعث گرفتگی یا ناهمواری اسپری شود.
• در صورت توصیه، سطح زیرلایه را از قبل گرم کنید، زیرا عدم تطابق دما می تواند منجر به چسبندگی ضعیف شود
• فاصله و زاویه اسپری ثابت را حفظ کنید تا از ضخامت پوشش ناهموار در سراسر قسمت جلوگیری شود
• قطعات پوشش داده شده را برای ریزترک یا تخلخل با استفاده از روش‌های کنترل کیفیت استاندارد قبل از استفاده مجدد از تجهیزات بررسی کنید

پیروی از این مراحل کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که مزایای ماندگاری پودر اکسید تیتانیوم آلومینا به جای اینکه توسط اشتباهات قابل اجتناب در برنامه تضعیف شود، در واقع به قطعات بادوام تر تبدیل می شود.