Insulator na alumina: Kayan da ya tsira inda foda ta ci gaba da gazawa

A farkon kwanakin faɗaɗa babban masana'antar tayal ɗin seramiki, ƙungiyar injiniya ta fuskanci matsala mai maimaituwa. Masu rufin wutar lantarki masu ƙarfi da ke tallafawa na'urorin dumama a cikin tanda masu juyawa suna lalacewa da sauri mai ban tsoro. Masu rufin asali na foda-foda sun daɗe ne kawai tsakanin watanni 8 zuwa 14 kafin su fashe ko su samu bin layin wuta a saman su, wanda ya haifar da matsalolin lantarki kuma ya tilasta dakatar da aiki ba tare da shiri ba. Kowane gazawa ya jawo asarar samarwa da kuma maye gurbin gaggawa mai tsada. Bayan gwada nau'ikan porselin daban-daban ba tare da wani ingantaccen sakamako ba, mun yanke shawarar gwada insulator na alumina 95 % a kan ɓangarorin murhu iri ɗaya.

An yi insulator na alumina ne daga aluminum oxide da aka sinter, galibi a tsakanin tsarkin 92% zuwa 99.5%. Mafi yawan alumina, mafi kyawun haɗin kariyar wutar lantarki, ƙarfin injiniya, da juriya ga zafin gaske. Waɗannan sassa ana ƙirƙirar su ta matsa lamba busasshe ko matsa lamba isostatik sannan a gasa su a zafin da ya wuce 1500 °C. Tsarin ƙananan ginshiƙai mai cunkoso yana ba su ƙarfi mai kyau na dielectric da damar jure sauye-sauyen zafi da zai lalata yawancin sauran keramiki.

Kwatarin Filin da Ya Canza Takaddama

Mun girka saitunan da suka yi daidai na insulators 95 na alumina % da na porsele mai inganci a yankuna makwabta na murhu guda ɗaya. Dukkansu sun yi aiki a ƙarƙashin yanayi iri ɗaya: hidima mai ci gaba a 1180–1220 °C tare da yawan zagayowar zafi yayin kunnawa da kashewa. Bayan watanni 24 mun rubuta waɗannan sakamakon:

• Masu rufin wuta na foda: ƙimar gazawa 37 %. Yawancin gazawa sun faru ne saboda fashewar zafi ko bin layin saman da ya kai ga fashewar walƙiya. Matsakaicin rayuwar aiki kafin maye gurbin shi ya kasance watanni 11. Wasu na'urori sun nuna lahani a saman rufin foda da ƙaruwa a kwararar zamewa bayan watanni 6 kacal.
• 95 na'urorin rufewar wuta na alumina %: ƙimar gazawa 4 %. 'Yan gazawar kaɗan sun faru ne saboda bugun injiniya yayin gyarawa, ba saboda lalacewar kayan ba. Matsakaicin rayuwar aiki ya wuce watanni 28, kuma da yawa daga cikin na'urorin har yanzu suna cikin kyakkyawan yanayi lokacin da muka kawo ƙarshen gwajin. Kwararar lantarki ta ci gaba da kasancewa daidaitacce, kuma ba a lura da bin layin ruɗani a saman ba ko da bayan maimaita zagayen zafi.

Bambancin lokacin dakatar da aiki ya kasance mai matuƙar ban mamaki. Sassan murhu da aka girka masu rufin zafi na alumina sun buƙaci canjin masu rufin zafi guda biyu kacal a lokacin gwaji, yayin da sassan furen itace suka buƙaci maye gurbin sau 14. Lokacin da muka ƙididdige jimillar kuɗi ciki har da asarar samarwa, kuɗin aikin maye gurbin ma'aikata, da kayan maye, na'urorin rufin wuta na alumina sun samar da kuɗin aiki na kowane wata da ya yi ƙasa da kashi 63%, duk da farashinsu na farko ya fi na sauran.

Dalilin da ya sa Alumina ke aiki mafi kyau a yanayi masu ƙalubale

Koyin fadada zafin alumina ya fi ƙasa kuma ya fi daidaito fiye da yawancin fualin porselin, wanda ke rage matsin lamba na ciki yayin dumama da sanyaya cikin sauri. Haka kuma, ƙarin gagarumar gudanar da zafi na alumina yana taimakawa wajen rushe wuraren zafi na yankin. A fannin lantarki, alumina mai 95 % yawanci tana ba da ƙarfin dielectric sama da 15 kV/mm da juriya ta yaduwa mai nisa sama da 10¹⁴ Ω·cm a zazzabi na ɗaki, ƙimar da ke tsayayye a zazzabi mai ƙaruwa inda fale-falen porselin ke fara lalacewa.

A wani daban aikin da ya shafi masu rufin buhunan walƙiya na injunan iskar gas na masana'antu, mun kwatanta alumina 99 % da jikin steatite na gargajiya. Bayan awanni 8,000 na aiki ba tare da tsayawa ba a matsakaicin zafin kusan 850 °C, masu rufin alumina ba su nuna wani raguwar juriya ga wutar lantarki ba, yayin da sassan steatite suka samu ƙananan tsage-tsage da ƙaruwa na 40 % a cikin yawan kwararar wutar lantarki. Injin da aka girka masa masu rufin alumina sun yi aiki da ƙarancin gazawar ƙonewa kuma sun buƙaci kulawa da gyara sau da ƙasa.

Abubuwan da za a yi la'akari da su daga shigarwa na ainihi

Ba kowace aikace-aikace ke buƙatar mafi girman matakin tsarki ba. Don yawancin amfani da murhuna da tanda, alumina 92–95 % tana ba da mafi kyawun daidaito tsakanin aiki da farashi. Fiye da 1300 °C ko a cikin yanayi mai ƙarfi na rage iskar oxygen, ana buƙatar alumina 99 % ko ma 99.5 %. Alumina tana da rauni, don haka yin hankali yayin girkawa yana da matuƙar muhimmanci — jefar da wani ɓangare ko amfani da ƙarfin juyawa mara daidaito a kayan haɗi na iya haifar da tsage-tsage da ba a gani ba waɗanda za su bayyana daga baya a lokacin aiki.

Daga ƙwarewa, manyan ingantawa suna faruwa ne lokacin da aka sake duba dukkan tsarin tallafi tare da kayan rufi. Tsara tazara yadda ya kamata, gujewa nauyin maki guda, da amfani da gasket masu sassauci ko bazara sau da yawa suna ƙara tsawaita rayuwar aiki. Bincike na yau da kullum don gano gurɓatar saman ko lalacewar injiniya yana da muhimmanci, kodayake alumina gabaɗaya tana buƙatar kulawa kaɗan fiye da porselin a yanayin zafi mai yawa.

Insulator na alumina ba su ne zaɓi mafi arha a kasuwa ba, amma a aikace-aikacen da amintuwa ke da tasiri kai tsaye ga yawan samarwa ko tsaro, sukan kawo ƙarancin jimillar farashin mallaka. Masana'antun da ke bibiyar ainihin tsawon rayuwar aiki da yanayin gazawa maimakon farashin farko kawai, su ne suka ƙarshe da ka'ida amfani da alumina don bukatunsu mafi muhimmanci na rufewar wutar lantarki. Idan yanayi ya haɗa da maimaita sauye-sauyen zafi, babban ƙarfin lantarki, da dogon lokacin aiki, alumina ta sake-sake tabbatar da kanta a matsayin kayan da ke ci gaba da sa tsarin aiki maimakon zama sabon ciwon kai na gyara.