Óxido de aluminio – Óxido de circonio

Óxido de aluminio – El sustrato cerámico de óxido de circonio (Al₂O₃-ZrO₂) es un material compuesto que combina óxido de aluminio y óxido de circonio. Esta mezcla crea un sustrato con mayor tenacidad, estabilidad térmica y resistencia al desgaste. La adición de óxido de circonio mejora la tenacidad a la fractura y la resistencia mecánica del material, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren alta durabilidad y resistencia térmica, especialmente en los campos de la electrónica, la automoción, la industria aeroespacial y la medicina.

Composición:

Estos sustratos suelen ser una mezcla de óxido de aluminio (Al₂O₃) y óxido de circonio (ZrO₂) en proporciones variables, adaptadas para equilibrar las propiedades térmicas y mecánicas. El zirconio generalmente comprende alrededor del 10-20% de la composición, reforzando la matriz de óxido de aluminio con una mayor tenacidad.

Propiedades mecánicas:

Dureza mejorada: La adición de óxido de aluminio – óxido de circonio mejora significativamente la tenacidad a la fractura, lo que hace que el sustrato compuesto sea más resistente al agrietamiento y al estrés mecánico que el óxido de aluminio puro. Alta dureza y resistencia: El compuesto conserva la alta dureza del óxido de aluminio, con una durabilidad adicional del óxido de circonio, lo que contribuye a una mejor resistencia al impacto y una vida útil más larga en condiciones exigentes.

Propiedades térmicas:

Alta estabilidad térmica: Estos sustratos soportan altas temperaturas, con la combinación de óxido de aluminio y óxido de circonio que ofrecen estabilidad de hasta 1600 °C (2912 °F) o más, dependiendo de la composición exacta. Resistencia al choque térmico mejorada: La adición de ZrO₂ mejora la capacidad del material para soportar cambios rápidos de temperatura, reduciendo el riesgo de agrietamiento térmico, lo que es ventajoso en aplicaciones que involucran temperaturas extremas o fluctuantes.

Aislamiento eléctrico:

Excelentes propiedades dieléctricas: Los sustratos de óxido de aluminio – óxido de circonio (Al₂O₃-ZrO₂) proporcionan un excelente aislamiento eléctrico, lo que los hace adecuados para aplicaciones electrónicas donde se requiere un aislamiento confiable de los componentes eléctricos. Baja pérdida dieléctrica: Esta propiedad es particularmente beneficiosa para aplicaciones de alta frecuencia, ya que minimiza la pérdida de energía y mejora el rendimiento. Inercia química y resistencia a la corrosión: El compuesto de óxido de aluminio y óxido de circonio (Al₂O₃-ZrO₂) es altamente resistente a los ataques químicos, incluida la exposición a ácidos, álcalis y otros entornos corrosivos, lo que lo hace adecuado para su uso en entornos industriales y de procesamiento químico desafiantes.

Aplicaciones:

Electrónica de potencia: La alta resistencia mecánica, la estabilidad térmica y las propiedades de aislamiento eléctrico hacen que estos sustratos sean ideales para la electrónica de potencia, donde disipan el calor y protegen los componentes en circuitos y módulos de alta potencia. Componentes automotrices y aeroespaciales: La tenacidad y la resistencia térmica hacen que los sustratos de Al₂O₃-ZrO₂ sean adecuados para sensores, sistemas de ignición y componentes de alta temperatura en aplicaciones automotrices y aeroespaciales. Dispositivos médicos: Estos sustratos biocompatibles y resistentes al desgaste se utilizan en dispositivos médicos e implantes, ofreciendo durabilidad y resistencia a la corrosión en entornos biológicos exigentes. Óptica e instrumentos de alta precisión: La superficie lisa y la estabilidad térmica de estos sustratos los hacen útiles como bases de montaje en sistemas ópticos, equipos láser y otros instrumentos de alta precisión.