Что такое белый электрокорунд?

Полное руководство по свойствам, применению и выбору

1. Введение в белый электрокорунд (WFA)

Белый электрокорунд (WFA), химически известный как α-Al₂O₃, представляет собой синтетический абразив, получаемый путем плавления высокочистого оксида алюминия (Al₂O₃ ≥99,5%) в электродуговой печи при температурах, превышающих 2200 °C. Его исключительная твердость (по шкале Мооса 9,0), термическая стабильность и низкое содержание примесей делают его краеугольным камнем для точного шлифования, полировки и огнеупорных работ.

Основные характеристики:

Высокая чистота: содержание Al₂O₃ ≥99,5%, минимальное содержание Fe₂O₃ (<0,05%), TiO₂ (<0,03%).

Угловатые кристаллы: зерна с острыми краями обеспечивают агрессивную резку и однородную отделку поверхности.

Термостойкость: стабильна до 1900 °C, идеально подходит для высокотемпературных сред.

2. Процесс производства WFA

Шаг 1: Выбор сырья

Очистка боксита: прокаленный глинозем получается из высококачественного боксита (Al₂O₃ ≥85%) с помощью процесса Байера.

Добавки: контролируемое количество буры (Na₂B₄O₇) или оксида хрома (Cr₂O₃) добавляется для оптимизации кристаллической структуры.

Шаг 2: Плавка в электродуговой печи

Температура: Поддерживается при 2200–2400 °C в течение 18–24 часов.

Охлаждение: Расплавленный глинозем медленно охлаждается, образуя крупные плотные кристаллы.

Шаг 3: Дробление и сортировка

Первичное дробление: Щековые дробилки измельчают блоки до 0–50 мм.

Измельчение и просеивание: Достижение точных размеров зерна (F12–F2000) в соответствии со стандартами FEPA/ANSI.

3. Технические свойства и преимущества

3.1 Механические характеристики

Твердость: 9,0 по шкале Мооса (превосходит коричневый плавленый глинозем, сравним с карбидом кремния).

Прочность: выше, чем у монокристаллического глинозема из-за взаимосвязанной кристаллической структуры.

Плотность: 3,95–4,0 г/см³, что обеспечивает долговечность при интенсивном шлифовании.

3.2 Химическая устойчивость

Кислотно-щелочестойкость: инертен к большинству химикатов, за исключением плавиковой кислоты (HF).

Стойкость к окислению: отсутствие фазовых переходов ниже 1900 °C, идеально подходит для огнеупорной футеровки.

4. Промышленное применение WFA

4.1 Прецизионная шлифовка и полировка

Полупроводниковые пластины: сверхтонкая WFA (F1200–F2000) обеспечивает чистовую обработку поверхности Ra ≤0,1 мкм.

Оптические линзы: минимизируют подповерхностные повреждения при полировке стекла.

4.2 Огнеупорные материалы

Футеровка стальных ковшей: заполнители WFA (зернистость 1–3 мм) повышают стойкость к тепловому удару.

Керамические волокна: порошок WFA усиливает высокотемпературную изоляцию.

4.3 Передовое производство

3D-печать: сопла с покрытием WFA устойчивы к истиранию в системах AM из металла.

Авиакосмическая промышленность: используется при шлифовании лопаток турбин для жесткого контроля допуска (±2 мкм).