ลองจินตนาการถึงวัสดุเล็กๆ ที่สามารถขับเคลื่อนนวัตกรรมในเทคโนโลยีจอแสดงผล ส่งผลให้เกิดความหวังในทางด้านพลังงานใหม่ ปรับปรุงอุตสาหกรรมรถยนต์ เร่งความก้าวหน้าในเซมคอนดักเตอร์และแม้กระทั่งผลงานของคอมพิวเตอร์ไปสู่ระดับสูงนี่ไม่ใช่นิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นความจริง ที่ได้รับผลจากอะลูมิเนียความบริสุทธิ์สูง
อลูมิเนีย (Al2O3) เป็นวัสดุที่ดูเหมือนจะธรรมดา มีบทบาทสําคัญในหลายสาขาอุตสาหกรรม เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่พิเศษทนต่อการสกัด, และทนทานต่อการกัดกร่อน ทําให้มันเหมาะสําหรับการผลิตวัสดุที่ทนไฟ, ติดเชื้อเพลิง, สับสราตวงจรบูรณาการ, และอื่น ๆ.99% มีอนุภาคละเอียดแบบเดียวกัน, มันเปลี่ยนจากวัสดุพื้นฐานเป็นองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพสูง กลายเป็นสิ่งที่จําเป็นสําหรับหลอดหลอดโอนเดียมแรงดันสูงและสารบดเทปแม่เหล็ก.
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมที่กําลังเกิด เช่น วัสดุการแสดงภาพ, พลังงาน, รถยนต์,และคอมพิวเตอร์ได้นําไปสู่การเติบโตอย่างรวดเร็วในความต้องการของอัลลูมิเนียความบริสุทธิ์สูงเพื่อตอบสนองความต้องการของตลาดนี้ ซูมิโตโม เคมีคอล ได้ประสบความสําเร็จในการผลิตอะลูมิเนียความบริสุทธิ์สูงในขนาดใหญ่ โดยกระบวนการไฮโดรลิสสอัลโคไซด์อลูมิเนียมตั้งแต่การก่อตั้งโรงงานแรกในปี 1981 ที่มีกําลังการผลิตต่อปี 250 ตัน, ซูมิโตโม เคมีคอล ได้ขยายการผลิตอย่างต่อเนื่องถึง 1,500 ตันต่อปีในปี 2004บริษัทยังได้พัฒนาผงอะลูมิเนียคุณภาพสูงที่ปรับปรุงให้กับความต้องการการใช้งานที่หลากหลาย.
ขณะที่มีวิธีอุตสาหกรรมหลายวิธีในการผลิตอะลูมิเนียมความบริสุทธิ์สูง เช่น การละลายทางอุณหภูมิของอะลูมิเนียมอะลูมิเนียมการปล่อยกระเทียนใต้น้ําของอะลูมิเนียม, และการออกซิเดนในระยะควาย วิธีการไฮดรอลไซสของอะลูมิเนียมอัลโคไซด์โดดเด่นด้วยข้อดีที่โดดเด่นกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์อะลูมิเนียมอัลโคไซด์ความบริสุทธิ์สูงจากโลหะอะลูมิเนียมและแอลกอฮอล์, ไฮดรอลิซมันเพื่อสร้างอะลูมินาที่ระบายน้ํา, และสุดท้าย calcining มันเพื่อได้รับอะลูมินาความบริสุทธิ์สูง.
Al + 3ROH → Al(OR) 3 + 3/2H2 (1)
2Al(OR) 3 + 4H2O → Al2O3·H2O + 6ROH (2)
Al2O3·H2O → Al2O3 + H2O (3)
คีย์ของวิธีนี้อยู่ที่การชําระอัลโคไซด์อลูมิเนียมด้วยการปั่น และการควบคุมสภาพการไฮดรอลิสส์อย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันการเกิดของสารประกอบที่แข็งแรงระหว่างการแห้งเนื่องจากอะลูมิเนียมอัลโคไซด์ไฮดรอลิสส์อย่างรวดเร็ว, มันมักจะผลิตอนุภาคอะลูมิเนียที่มีน้ําดีที่ง่ายที่จะสร้างอัลกลัมเมอเรตที่ยากที่จะกระจาย
เมื่ออะลูมินาที่ระบายน้ํา (เช่นโบฮมิต) ได้ถูกเผาไหม้ มันผ่านช่วงระหว่างรวมถึง γ, δ และ θ-Al2O3 ก่อนจะเปลี่ยนเป็น α-Al2O3 ที่มีความมั่นคงในอุณหภูมิสูงส่วนละเอียดของอะลูมิเนียในระยะกลางนี้มักจะละเอียดมาก, ขนาดเพียงหลายสิบนาโนเมตร การเปลี่ยนจากอัลมิเนียระยะกลางเป็น α-Al2O3 ต้องการอุณหภูมิที่สูงกว่า 1,200 °C เพื่อจัดโครงสร้างบรรจุออกซิเจนใหม่ (บรรจุปิดกลม/บรรจุปิดกลม)การสร้างนิวเคลียส α-phase เป็นขั้นตอนที่กําหนดอัตราในการแปลงนี้ และความหนาแน่นของนิวเคลียสค่อนข้างต่ําการเจริญเติบโตของเมล็ดพันธุ์อย่างรวดเร็ว เกิดขึ้นเพราะการถ่ายทอดมวลจากอะลูมิเนียระยะกลางที่อยู่รอบ ๆส่งผลให้เกิดอนุภาค α-Al2O3 ขนาดไมครอน
เพื่อให้ได้รับอนุภาค α-Al2O3 ที่ละเอียดและขนาดเท่ากัน มันเป็นสิ่งสําคัญที่จะรักษาการกระจายอุณหภูมิที่เท่าเทียมกันระหว่างการเผาผลาญและทําการแปลงระยะที่อุณหภูมิต่ําสุดการวิจัยแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิการแปลง α-phase มีอิทธิพลที่สําคัญจากการเพิ่มกริสตัลเมล็ด, ความดันบางส่วนของปั๊มน้ําในบรรยากาศการเผาผลาญ, และสารสกัดธาตุ.การเพิ่มกริสตัลเมล็ด α-Al2O3 ให้บริการสถานที่พลังงานต่ําสําหรับ nucleation และการเติบโตขณะที่ปริมาณน้ําในชั้นบรรยากาศเพิ่มการกระจายกระจายบนพื้นผิวและเร่งการเติบโตของเมล็ดพันธุ์ในอัลมิเนียระยะกลางรวมกัน ปัจจัยเหล่านี้ลดพลังงานการเปิดตัวของการแปลง α-phase ทําให้อุณหภูมิการแปลงที่ต้องการลดลง
ค้อนของ α-Al2O3 ที่ได้รับจากการไฮดรอลิสส์ที่ควบคุมอย่างละเอียด การแห้งและกระบวนการเผาผลาญมักจะค้อน และต้องการการ deagglomeration เพื่อบรรลุการกระจายขนาดอนุภาคแคบวิธีต่างๆ รวมถึงการบดลูกบอล, การบดสั่น, การบดเจ็ท, และการบดสื่อที่ชื้นสามารถใช้ในการ deagglomeration ในการใช้งานเซรามิกอลูมิเนียagglomerates อาจทําให้เกิดความไม่เหมือนกันทางท้องถิ่นในร่างสีเขียวและทิ้งรูที่เหลือในผลิตภัณฑ์ที่ซินเตอร์โดยเฉพาะในเซรามิคอลูมิเนียมโปร่งสําหรับหลอดโซเดียมความดันสูง, ช่องส่วนที่เหลือลดการกระจายแสง สําหรับการใช้งานเทปแม่เหล็กagglomerates ลดความเรียบเนียนของพื้นผิวและสามารถทําลายหัวแม่เหล็กระหว่างการทํางานโดยการปรับปรุงกระบวนการเพื่อลดการปะทะในผงอัลมิเนียความบริสุทธิ์สูงSumitomo Chemical ได้พัฒนาผงที่เหมาะสําหรับการใช้งานที่หลากหลาย.
ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นสําหรับ submicron และ nanoparticles ที่ทํางานได้สูง เทคโนโลยีการบดเจ็ทที่มีประสิทธิภาพและเทคโนโลยีบดสื่อที่ชื้นได้ก้าวหน้าการลดความอุดตันของผงต้องใช้ความระมัดระวัง อนุภาคประถมขนาดเล็ก ๆ ต้องการความสนใจมากขึ้นเพื่อป้องกันความอุดตันและการปนเปื้อนผ่านการควบคุมสภาพการผลิตอย่างแม่นยํา ซูมิโตโม เคมีคัล ได้สร้างผงอัลมิเนียความบริสุทธิ์สูง สําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจงต่างๆ
อัลลูมิเนียความบริสุทธิ์สูงพบกับการใช้งานที่กว้างขวางที่ยังคงขยายความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ด้านล่างนี้ เรายกย่องบทบาทของมันในคริสตัลเดียวของ sapphire แผ่นจอพลาสมา (PDPs)เครื่องตรวจจับอากาศออกรถยนต์และการผลิตครึ่งตัวนํา
ตลอดหลายทศวรรษ คริสตัลเดียวของ sapphire ที่ผลิตโดยวิธีการหลอมไฟ โดยใช้ γ-Al2O3 เป็นวัสดุพรู ได้รับการประเมินค่าสําหรับหินแท้และพื้นผิวของนาฬิกา เนื่องจากคุณสมบัติที่ดี,ไฟไหม้หลอมซาฟิเรีย มีความคล่องตัวไม่ดี ทําให้การใช้งานจํากัดวิธีการเติบโตแบบปรับปรุงภาพยนตร์ (EFG) ที่กําหนดขอบได้ปรากฏขึ้นเพื่อผลิต sapphire ความละเอียดสูงที่มีความสามารถในการปรับขนาดอุตสาหกรรมปัจจุบัน sapphire ที่ผลิตจาก EFG ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในฐานะพื้นฐานสําหรับไดโอเดสปล่อยแสงความสว่างสูง (LED) และแผ่นรองรับสําหรับตัวขั้วขั้วขั้วในเครื่องฉายคริสตัลเหลวโดยเฉพาะใน LED ความสว่างสูง, ไลด์สีขาวคาดว่าจะเห็นการรับรองอย่างกว้างขวางในแสงโฆษณา, จอแสดงภาพ, ไฟหน้ารถยนต์, และแสงบ้าน โดยเฉพาะสําหรับไฟหลังโทรศัพท์มือถือ, การใช้งานหลักปัจจุบันของพวกเขา
อุปกรณ์ LED ถูกผลิตโดยการปลูกกระจก GaN (สารประกอบ III-V) บนพื้นฐานSapphire เป็นสับสราทที่เหมาะสม เนื่องจากความสอดคล้องกันอย่างใกล้ชิดกับ GaN และความมั่นคงทางอุณหภูมิที่โดดเด่นในอุณหภูมิการเติบโตของคริสตัลวัสดุเบื้องต้นของซาฟฟิร์ไม่เพียงแต่ต้องมีความบริสุทธิ์สูง แต่ยังสามารถลดการดูดซึมน้ําได้อย่างน้อย เนื่องจากน้ําสามารถออกซิเดนมอลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูลิบเดนมูเมื่อนํา α-Al2O3 มาให้กับกระบวนการอย่างต่อเนื่องอนุภาคต้องหลีกเลี่ยงการผสมผสานกัน เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากการบดอลูมิเนียระดับความบริสุทธิ์สูงแบบกลม AKQ-10 ขนาดอนุภาค ~ 2 มิลลิเมตร ตอบสนองความต้องการเหล่านี้และถูกใช้อย่างแพร่หลายเป็นวัสดุเริ่มต้นของ sapphireการปรับปรุงที่ล่าสุดในเทคนิคการเจริญเติบโต Czochralski กระจกเดียวได้เพิ่มความต้องการสําหรับความหนาแน่นการบรรจุที่สูงขึ้นในวัสดุเริ่มต้นการตอบสนองความต้องการเหล่านี้, Sumitomo Chemical ได้พัฒนา α-Al2O3 ความหนาแน่นสูงใหม่สําหรับวัสดุเริ่มต้นของ sapphire โดยบรรลุความหนาแน่นในการบรรจุ 2.0 g / cm3 ผ่านความหนาแน่นของอนุภาคและการกระจายขนาดที่ปรับปรุง
แผ่นจอพลาสมา (PDPs) ได้รับความสนใจเป็นจอขนาดใหญ่ ผอม และแผ่นที่ทําให้อุปกรณ์บางและเบาขึ้นPDPs ทํางานโดยการตื่นเต้นฟอสฟอร์ด้วยแสง UV ในระยะ 147 nm (จากรังสี Xe excimer) และ 172 nm (เส้นสะท้อน Xe)เช่นเดียวกันในหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดหลอดโฟสฟอร์สีฟ้าที่ใช้ในทางการค้า BaMgAl10O17: Eu2 + (BAM) เป็นที่รู้จักกันว่ามีความมั่นคงน้อยที่สุด การทําความร้อนระหว่างการผลิตแผ่นและการเผชิญหน้ากับ VUV ระหว่างการทํางานของ PDP สามารถทําให้ความเข้มข้นของแสง BAM ลดลงและทําให้การเปลี่ยนแปลงสีการวิจัยยังคงเพิ่มความสว่างและเพิ่มความทนทานต่อการทําลาย.
โฟสฟอเรตอลูมิเนต เช่น BAM ปกติถูกผลิตโดยผสมอัลูมินาความบริสุทธิ์สูงกับสารประกอบ Ba, Mg, และ Eu บวกคลื่นฟลอรไดกระบวนการนี้ซับซ้อน, และผู้ผลิตฟอสฟอร์มีความรู้เชี่ยวชาญ.โฟสฟอร์อัลมิเนตกลมสังเคราะห์ที่ตรงกับขนาดและรูปร่างของผงเริ่มต้นของอะลูมินาที่ไม่หลอมโฟสฟอร์กลมเหล่านี้ตรงกับผลิตภัณฑ์ประเพณีในสีขณะที่ให้ความสว่างสูงขึ้น 5% และความมั่นคงทางความร้อนที่ดีขึ้นในขณะที่ฟอสฟอร์อัลมิเนตกลายเป็นวัสดุสําคัญสําหรับจอรุ่นใหม่อลูมิเนียความบริสุทธิ์สูงมีบทบาทสําคัญในการควบคุมลักษณะของฟอสฟอร์และ Sumitomo Chemical ยังคงพัฒนาผงอะลูมินาที่เหมาะสมสําหรับการใช้งานเหล่านี้.
ตลาดเซ็นเซอร์อากาศ-น้ํามัน (A/F) ที่ใช้ในการควบคุมการเผาไหม้ของเครื่องยนต์ กําลังขยายตัวอย่างรวดเร็วเครื่องตรวจจับอากาศ / อากาศตรวจจับปริมาณออกซิเจนและปริมาณก๊าซที่ยังไม่ถูกเผาในก๊าซออก เพื่อควบคุมการฉีดน้ํามันให้ถูกต้องการออกแบบเซ็นเซอร์ A / F ที่เสนอนําไปผสมผสานซิกอร์คอนีย์ที่มีความมั่นคงบางส่วน (ตัวนําอิออนออกซิเจน) กับอะลูมิเนียสับสราท (สําหรับการกันไฟฟ้าและการนําความร้อนสูง)เพื่อรวมองค์ประกอบเหล่านี้, การซินเตอร์ต้องอํานวยความสะดวกให้กับอัตราการหดตัวและสัดส่วนการขยายความร้อนที่ตรงกันระหว่างวัสดุการลดความแตกต่างในการขยายความร้อนเป็นสิ่งสําคัญในการป้องกันการแตกของผิวหน้าระหว่างการทํางานนอกจากนี้, ทั้งซิรคอนเนียและอะลูมิเนีย substrate ต้องการความหนาแน่นสูงและขนาดเมล็ดละเอียด. การปรับปรุงคุณสมบัติการซินเตอร์อุณหภูมิต่ําของอะลูมิเนียช่วยตอบสนองความต้องการเหล่านี้.ขณะที่อนุภาคหลักขนาดเล็กต่ํากว่า อุณหภูมิเริ่มต้นการปะทะ, พวกมันยังลดความหนาแน่นของสีเขียวและอาจสร้างสารประกอบที่แข็งแรงที่บกพร่องความหนาแน่นของซินเตอร์Sumitomo Chemical ได้พัฒนาผง α-Al2O3 ที่ปรับปรุงให้เหมาะกับการปรับปรุงอุณหภูมิต่ํา.
อุปกรณ์การผลิตครึ่งตัวนําและ LCD ใช้ส่วนประกอบ α-Al2O3 เป็นอย่างมากเพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อนของพลาสมาที่สูงกว่าการลดขุมขนและสิ่งสกปรก ระหว่างการใช้ Sumicorundum® ของ Sumitomo Chemicalผิวเคลือบอลูมิเนียมที่กระจายด้วยพลาสมาบนอะลูมิเนียม, นิเคิล, โครเมียม, ซิงก์, ซิรโคเนียม และเหล็กสกัดของพวกมันการเคลือบเครื่องมือครึ่งประจุต้อง:
ซูมิคอรันดัม α-Al2O3 แบบกระจกเดียวและกระจกขนาดใหญ่ ตอบสนองความต้องการเหล่านี้ และคาดว่าความต้องการจะเพิ่มขึ้น
α-Al2O3 ระดับนาโนเป็นวัสดุใหม่ที่พร้อมที่จะเปิดการใช้งานใหม่ในสารบด, เซรามิก, และเยื่อแยกความละเอียด
α-Al2O3 ultrafine ใช้ความแข็งแรงของอะลูมินาในการบดและเลืองแม่นยําซีรี่ย์ HIT ของ Sumitomo Chemical มีอนุภาคทรงขอบสําหรับสารเสริมเทปแม่เหล็กและสารบดโลหะ / พลาสติกเมื่อเทปพัดแปลงไปสู่ชั้นแม่เหล็กบาง (< 100 nm) และอนุภาคนาโนแม่เหล็กละเอียดมากขึ้น การรวมอนุภาคนาโน α-Al2O3 กลายเป็นสิ่งจําเป็นสําหรับความทนทานต่อการสวมและการทําความสะอาดหัวการวิจัยยังคงเกี่ยวกับสารบดขนาดนาโนสําหรับการเคลือบทางกลทางเคมี (CMP).
การป้องกันการรวมตัวของอนุภาคนาโนและการลดความบกพร่องของร่างสีเขียวให้น้อยที่สุด ทําให้สามารถทําซินเตอร์ความหนาแน่นสูงด้วยเมล็ดละเอียดแสดงความหนาแน่นเชิงสัมพันธ์ 99% และเมล็ดใยไมครอน โดยการบดลูกบอลในขนาดนาโน α-Al2O3 และการซินเตอร์ที่ 1อุลูมินัสขนาดนาโนที่ซุมิโตโม เคมีคอลแปรรูปแบบชื้น จะมีความหนาแน่น 3.95 กรัม/ซม.3 (ความหนาแน่น 99.2%) ในอุณหภูมิเพียง 1,250 °C
ผิวหนัง porous α-Al2O3 ใช้ในการกรอง ultrafiltration และการแยกก๊าซเนื่องจากความทนทานทางเคมี/ความร้อน Hydrogen separation membranes integrated into steam reforming systems (CH₄ + H₂O → 3H₂ + CO) can lower reaction temperatures (800°C→500°C) while combining production and separation—key for future fuel cellsโครงสร้างเยื่อมะพร้าวโดยทั่วไปมีตัวสนับสนุน α-Al2O3 แบบท่อที่มีชั้นระหว่าง γ-Al2O3 ที่มีชั้นแยกซิลิกา, ซีโอลิต, หรือพัลลาเดียมควายส่งเสริมการเจริญเติบโต/การแปลงเมล็ด γ-Al2O3การศึกษาแสดงให้เห็นว่าสลอร์ α-Al2O3 ระดับนาโนผลิตเยื่อขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขุมขส่วนละเอียดของอนุภาคประถมทําให้ขนาดขุมขนที่เล็กกว่า (ต่ําถึง 16 nm), กับการใช้งานที่ขยายไปนอกจากการแยกก๊าซไปยังการกรองความแม่นยํา
อย่างที่พูดถึงแล้ว อัลลูมิเนียความบริสุทธิ์สูง ผสมขนาดอนุภาค, รูปทรงและการกระจายที่ควบคุมได้ เป็นวัสดุที่เปลี่ยนการขับเคลื่อนนวัตกรรมในด้านจอ, พลังงาน, รถยนต์, โครงการครึ่งประสาท และคอมพิวเตอร์.ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้น ผู้ผลิตวัสดุต้องปรับปรุงผลงานของผงอัลมิเนียอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะเทคโนโลยีการกระจายอนุภาคขนาดนาโนจะมีความสําคัญสําหรับการก้าวหน้าในอนาคตเดินหน้า, การพัฒนากระบวนการที่มีเป้าหมายและการบูรณาการด้านล่างจะขยายศักยภาพที่น่าทึ่งของอะลูมิเนีย
