Inslitheoir Alúmana: An tÁbhar a Tháinig Slán san Áit a raibh an Porcelán ag Teip

I laethanta tosaigh leathnaithe mór ar mhonarcha teileagraman ceirmeach, bhí fadhb leanúnach roimh an bhfoireann innealtóireachta. Bhí na leictreastacair ardvoltais a thacaigh leis na heilimintí téimh laistigh de na hátha rolla ag cliseadh ar ráta scanrúil. Níor mhair na leictreastacair phoircealláin bhunaidh ach idir 8 agus 14 mhí sular thosaigh siad ag scoilteadh nó ag forbairt rianú dromchla, rud a d'fhág go raibh fabhtanna leictreacha ann agus a chuir iallach ar dhúnadh gan phlean. Ciallaigh gach teip go raibh táirgeadh caillte agus go raibh athsholáthairtí éigeandála costasacha de dhíth. Tar éis triail a bhaint as roinnt grád poircealláin éagsúla gan aon fheabhas suntasach a bheith ann, bheartaíomar tástáil a dhéanamh ar 95 inslitheoir alúmanaim % ar na codanna oighinn céanna.

Déantar inslitheoirí alúmana as ocsaíd alúmanaim shintéirithe, de ghnáth le híonacht idir 92 agus 99.5 faoin gcéad. Dá airde an cion alúmana, is amhlaidh is fearr an teaglaim d'insliú leictreach, de neart meicniúil, agus de fhriotaíocht in aghaidh teochtaí arda. Foirmítear na codanna seo trí bhrú tirim nó brú ionannach agus losctar iad ag teochtaí os cionn 1500 °C. Tugann an micristruchtúr dlúth neart dea-leictreach den scoth dóibh agus an cumas déileáil le timthriallú teirmeach a scriosfadh go leor ceirmeach eile.

Comparáid Allamuigh a D'athraigh an Sonrúchán

Shuiteáil muid tacair mheaitseáilte de 95 inslitheoir alúmana agus poircealláin ardghráid % ar chriosanna comharsanacha den chliabhán céanna. D'oibrigh an dá thacar faoi dhálaí comhionanna: seirbhís leanúnach ag 1180–1220 °C le timthriallú teirmeach minic le linn túslascadh agus múchadh. Tar éis 24 mí, thaifeadamar na torthaí seo a leanas:

• Inslitheoirí poircealláin: ráta teipe 37 %. Ba iad scoilteadh ó bhuille teirmeach nó rianú dromchla a ba chúis leis an gcuid is mó de na teipeanna, rud a d'fhág gur tharla splanc-aistriú. Ba é 11 mhí an meán-ré seirbhíse sular cuireadh ina n-ionad iad. Tar éis díreach 6 mhí, bhí damáiste sofheicthe don ghlónra agus méadú ar an sruth sceite le feiceáil ar roinnt aonad.
• 95 inslitheoirí alúmana %: ráta teipe 4 %. Ba de bharr bualadh meicniúil le linn cothabhála a tharla an bheagán teipeanna, seachas meath an ábhair. Bhí an meánsaol seirbhíse níos mó ná 28 mí, agus bhí go leor aonad fós i riocht den scoth nuair a chríochnaíomar an triail. D'fhan an sruth sceite seasmhach, agus níor breathnaíodh aon rianú dromchla fiú tar éis timthriallta teirmeacha athdhéanta.

Bhí an difríocht san am aga thar a bheith suntasach. Níor theastaigh ach dhá athrú sceidealta inslitheora ar na codanna áith a raibh inslitheoirí alúmanaim feistithe orthu le linn na tréimhse tástála, ach theastaigh 14 athsholáthar ar na codanna poircealláin. Nuair a rinneamar an costas iomlán a ríomh, lena n-áirítear táirgeadh caillte, saothar ionadaíochta, agus páirteanna spártha, bhí costas in aghaidh na míosa oibriúcháin 63 % níos ísle ag na seachadán alúmana, d'ainneoin a bpraghas ceannaigh tosaigh níos airde.

Cén fáth a bhfeidhmíonn Alúmana níos fearr i ndálaí dúshlánacha

Bíonn cóimheas leathnaithe teirmeach alúmana níos ísle agus níos comhsheasmhaí ná mar a bhíonn ag an gcuid is mó de phoircealláin, rud a laghdaíonn strus inmheánach le linn téimh agus fuaraithe thapa. Cuidíonn a infheidhmeacht teirmeach níos airde freisin le spotaí teo logánta a scaipeadh. Go leictreach, is iondúil go mbíonn neart dieleictreach os cionn 15 kV/mm agus friotaíocht toirte i bhfad os cionn 10¹⁴ Ω·cm ag 95 % alumina ag teocht an tseomra, luachanna a fhanann cobhsaí ag teochtaí arda ina dtosaíonn porslin ag meath.

I dtionscadal eile a bhain le heasláir plocóideanna spréach do innill gháis thionsclaíocha, rinneamar comparáid idir alúmana 99 % agus corp steatíte traidisiúnta. Tar éis 8,000 uair an chloig d'oibriú leanúnach ag buaictheochtaí gar do 850 °C, níor léirigh na heasraithigh alúmana aon laghdú intomhaiste ar an gfrithsheasmhacht inslithe, ach bhí micrithéagair forbartha ag na codanna steatóite agus méadú 40 % ar an sreabhadh sceite. D'oibrigh na hinnill a raibh inslitheoirí alúmanaí feistithe orthu freisin le níos lú mífhíseanna agus theastaigh cothabháil uathu níos infreagraí.

Máchailtí Praiticiúla ó Shuiteálacha Fíoracha

Ní gá don chuid is mó d'fheidhmchláir an ghrád íonachta is airde a bheith acu. I gcás go leor úsáidí i gcoirnéid agus i bhfoirnéisí, is é alúmana 92–95 % a sholáthraíonn an chothromaíocht is fearr idir feidhmíocht agus costas. Os cionn 1300 °C nó in atmaisféir láidre laghdaitheacha, bíonn alúmana 99 % nó fiú 99.5 % riachtanach. Tá alúmanaí briosc, mar sin tá sé riachtanach é a láimhseáil go cúramach le linn an tsuiteála — is féidir le titim páirte nó toirtchasmhóimint mhíchothrom a chur i bhfeidhm ar an gcrua-earraí feistithe scoilteanna folaithe a chruthú nach dtagann chun solais ach níos déanaí le linn na seirbhíse.

De réir taithí, tagann na feabhsuithe is mó nuair a dhéantar athbhreithniú ar an gcóras tacaíochta iomlán in éineacht leis an ábhar inslithe. Is minic a fhadhann siad saol seirbhíse níos mó fós trí spásáil cheart, trí sheachaint ar ualaí pointe, agus trí úsáid a bhaint as gascaí nó spriongaí solúbtha. Tá sé tábhachtach fós cigireacht rialta a dhéanamh ar éillitheacht dromchla nó ar dhamáiste meicniúil, cé go mbíonn i bhfad níos lú airde ag teastáil ó alúmana de ghnáth ná ó phoirceallán i dtimpeallachtaí ardteochta.

Ní hiad inslitheoirí alúmana an rogha is saoire ar an margadh, ach i bhfeidhmchláir ina mbíonn tionchar díreach ag an iontaofacht ar aschur táirgeachta nó ar shábháilteacht, is iondúil go mbíonn costas iomlán úinéireachta níos ísle ag baint leo. Is iad na monarchana a rianaíonn an saol seirbhíse iarbhír agus na modhanna teipe seachas an praghas tosaigh amháin a dhéanann caighdeánú ar alúmana don insliú leictreach is tábhachtaí dá gcuid. Nuair a bhíonn na coinníollacha ina n-áirítear timthriallú teirmeach arís agus arís eile, ardvoltais, agus eatraimh seirbhíse fada, tá sé cruthaithe arís agus arís eile ag alúmana gurb é an t-ábhar é a choinníonn córais ag feidhmiú in ionad a bheith ina chéad tinneas cinn cothabhála eile.