Почему алюмооксидная керамика обесцвечивается под воздействием солнечного света?
Керамика из оксида алюминия широко используется в высокотемпературной изоляции, точной обработке и коррозионно-стойких приложениях не только из-за своей механической стабильности, но и из-за своего фирменного белого цвета. Однако многие пользователи керамики из оксида алюминия заметили, что после длительного воздействия солнечного света некоторые компоненты начинают демонстрировать видимое изменение цвета — часто желтоватый или тусклый оттенок на поверхности. Хотя это изменение не ухудшает производительность, оно вызывает опасения относительно долгосрочной стабильности и внешнего вида материала.
Что вызывает изменение цвета алюмооксидной керамики?
1. Следовые примеси в высокочистом оксиде алюминия становятся активными
Даже при использовании высокочистого оксида алюминия (≥99,5%) в керамике все еще возможно наличие следовых примесей, таких как железо (Фе), марганец (Мн) или хром (Кр). Эти примеси имеют тенденцию накапливаться на границах зерен в процессе спекания. Первоначально они остаются невидимыми и не влияют на внешний вид. Однако под воздействием солнечного света, особенно УФ-излучения и повышенных температур, эти примеси могут подвергаться окислению:
Фе²⁺ может окисляться до Фе³⁺ в присутствии УФ-излучения и кислорода, образуя коричневатый Фе₂O₃;
Со временем Мн²⁺ может окисляться до темного МнО₂.
Это химическое превращение происходит постепенно и необратимо, изменяя цвет алюмооксидной керамики, хотя ее механические и электрические свойства остаются неизменными.
2. УФ-излучение и тепло: каталитический дуэт
Солнечный свет — это не просто источник тепла, он содержит интенсивное ультрафиолетовое (УФ) излучение. УФ-лучи ускоряют процесс окисления следовых ионов металлов, расположенных на границах зерен или на поверхности. В жаркие летние месяцы поверхность керамики из оксида алюминия может превышать 60°C, что еще больше ускоряет это окисление. Сочетание УФ-энергии, повышенной температуры и атмосферного кислорода создает медленное, но неизбежное изменение цвета в компонентах из оксида алюминия высокой чистоты.
Почему некоторые виды керамики на основе оксида алюминия остаются белыми
Не все виды керамики из оксида алюминия одинаково подвержены обесцвечиванию. Несколько факторов влияют на то, будет ли поверхность выцветать или останется белой:
Уровень чистоты: 99%, 99,5% или ≥99,9% — чем выше чистота, тем более устойчива керамика к изменению цвета.
Обработка поверхности: Полированные, глазурованные или герметизированные поверхности менее подвержены окислению.
Распределение примесей: однородность керамики во время спекания может уменьшить наличие скоплений примесей.
Загрязнение после обработки: промывка кислотой или неправильная очистка могут привести к появлению внешних металлических ионов, которые ускоряют изменение цвета.
В целом, керамика из высокочистого оксида алюминия с плотной микроструктурой и чистыми, контролируемыми этапами постобработки сохраняет свой первоначальный белый цвет даже после длительного воздействия солнца.
Предложения Маскера по защите алюмооксидной керамики
Для обеспечения долговременной стабильности цвета и однородности поверхности керамики на основе оксида алюминия компания Маскера рекомендует:
Не подвергайте несобранные или неупакованные компоненты воздействию прямых солнечных лучей.
После очистки дайте деталям полностью высохнуть и храните их в упаковке, защищающей от ультрафиолета или запечатанной фольгой.
Для клиентов с высокими требованиями к внешнему виду выбирайте оксид алюминия высокой чистоты (≥99,9%), чтобы свести к минимуму риск изменения цвета поверхности.
Хотя изменение цвета керамики из оксида алюминия под воздействием солнечного света не влияет на ее основные характеристики, это естественный результат окисления примесей, вызванного ультрафиолетовым светом и теплом. Понимание этого явления позволяет пользователям принимать обоснованные решения при выборе и хранении продуктов из высокочистого оксида алюминия. В Маскера мы стремимся предоставлять технические керамические решения, которые сочетают в себе как функциональность, так и долговечный внешний вид.
Для получения дополнительной информации о Глинозем Керамика или запроса технической поддержки свяжитесь с нами напрямую.
