Alumina-keramiek, ook bekend als alumina of aluminiumoxide (Al2O3), is eenalumna industriële keramiekbekend om zijn extreme hardheid en hoge thermische geleidbaarheid. De eigenschappen van aluminiumoxidekeramiek maken het een van de meest gebruikte keramische materialen voor structurele, slijtage- en corrosieve omgevingen. Aluminiumoxidekeramiek wordt meestal vervaardigd uit bauxiet en kan worden gevormd met behulp van spuitgieten, matrijspersen, isostatisch persen, slipgieten, diamantbewerking en extrusie. Net als aluminiumnitride en andere belangrijke technische materialen kan aluminiumoxide worden geproduceerd door droogpersen en sinteren of door warmpersen met behulp van geschikte sinterhulpmiddelen. Keramiek op basis van aluminiumoxide is een van de meest bestudeerde en gekarakteriseerde geavanceerde keramische materialen die vandaag de dag bekend zijn. Vanwege de belangrijke combinatie van eigenschappen is hun gedrag grondig onderzocht. Aluminiumoxide wordt gekenmerkt door een hoge hardheid, uitstekende corrosiebestendigheid, thermische stabiliteit, goede diëlektrische eigenschappen (voor het omzetten van DC- naar GHz-frequenties), lage verliestangens en stijfheid. Zie de volgende sectie voor meer details over de eigenschappen van industriële keramische materialen van aluminiumoxide.
De redenen voor vervorming van industriële keramische buizen van aluminiumoxide kunnen onder meer zijn:
1. Ongelijkmatige krachtstoename tijdens de installatie. Als de leiding tijdens de installatie aan ongelijkmatige druk wordt blootgesteld, leidt dit tot overmatige lokale spanning en vervorming.
2. Aanzienlijke temperatuurschommelingen tijdens gebruik. Als er sprake is van ongelijkmatige verwarming met een inconsistente temperatuurgradiëntverdeling gedurende de levensduur van de buis, ontstaat er thermische spanning op de binnen- en buitenoppervlakken van de buis, waardoor de buis kan vervormen. Het is noodzakelijk om de verwarmingssnelheid en temperatuurverdeling te regelen.
3. Bedrijfsdruk die de ontwerpwaarde overschrijdt. Als de werkelijke bedrijfsdruk de ontwerpwaarde overschrijdt, kan de overmatige of ongelijkmatige externe kracht die tijdens gebruik op de buis wordt uitgeoefend, ook vervorming veroorzaken. Onvoldoende buissterkte zal ook tot vervorming leiden.
4. Kwaliteitsproblemen. Als de buiskoppelingen zelf problemen hebben, zoals defecten of een verkeerde materiaalverhouding, zal dit ook de sterkte verminderen en tot vervorming leiden.
5. Omgevingscorrosie. Veranderingen in de omgeving, zoals extreme pH-waarden of corrosie bij hoge temperaturen, hebben ook invloed op de sterkte en stabiliteit van de buis.
6. Overmatige dynamische belastingen. Als de buis wordt blootgesteld aan overmatige dynamische belastingen zoals waterslag, trillingen of pulsatie, kan deze geleidelijk vervormen.
Daarom moeten deze factoren volledig in overweging worden genomen tijdens ontwerp, installatie en onderhoud. Door slijtagecorrosie, temperatuurschommelingen en statische/dynamische belastingen te beheersen, en door regelmatige inspecties en preventieve maatregelen uit te voeren, kan de vervorming vanaluminiumoxide industriële keramische buizeneffectief kunnen worden voorkomen.
