Was ist ein geschmolzenes Aluminiumoxid?

Korund: Ein hochleistungsfähiges synthetisches Schleif- und feuerfestes Material

Korund ist ein wichtiges hochreines, synthetisches Material, das durch die extreme Hitzebehandlung von Aluminiumoxid (Al₂O₃) hergestellt wird. Seine Herstellung beinhaltet das Schmelzen von Rohaluminiumoxidquellen in einem Lichtbogenofen, in dem Temperaturen von weit über 2000°C (typischerweise 2200-2400°C) herrschen. Diese intensive thermische Behandlung wandelt das Material grundlegend um und führt zu einer dichten, außergewöhnlich harten kristallinen Struktur, die sich durch hervorragende mechanische und thermische Eigenschaften auszeichnet. Nach dem Schmelzen durchläuft das geschmolzene Aluminiumoxid einen sorgfältig kontrollierten Kühl- und Verfestigungsprozess, der die Bildung großer, robuster kristalliner Körner ermöglicht, die für seine Leistung unerlässlich sind.

Haupttypen und ihre Eigenschaften:
Die beiden dominierenden kommerziellen Qualitäten unterscheiden sich durch ihre Rohstoffe und die daraus resultierenden Eigenschaften:

1. Weißer Korund (WFA): Hergestellt aus hochreinem kalziniertem Aluminiumoxid (≥99% Al₂O₃), erreicht WFA außergewöhnliche Reinheit, minimalen Verunreinigungsgehalt und überlegene chemische Inertheit. Es besitzt eine sehr hohe Härte und eine ausgezeichnete Friabilität (der kontrollierte Abbau von Schleifkörnern während des Gebrauchs), wodurch es sich ideal für Präzisionsschleif- und Veredelungsoperationen eignet.

2. Brauner Korund (BFA): BFA wird hauptsächlich aus kalziniertem Bauxiterz hergestellt und enthält naturgemäß höhere Anteile an Verunreinigungen wie Eisenoxiden (Fe₂O₃), Titandioxid (TiO₂) und Siliziumdioxid (SiO₂), was typischerweise zu einem Aluminiumoxidgehalt von 94-97 % führt. Diese Verunreinigungen, insbesondere TiO₂, können im Vergleich zu WFA eine etwas höhere Zähigkeit verleihen, führen aber im Allgemeinen zu einer geringeren Härte. BFA bietet eine ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit für anspruchsvolle Anwendungen.

Wichtige Eigenschaften, die Anwendungen antreiben:
Der einzigartige Herstellungsprozess verleiht Korund eine Kombination von Eigenschaften, die für den industriellen Einsatz unerlässlich sind:

• Außergewöhnliche Härte: Mit einem Wert von 9 auf der Mohs-Skala (nur Diamant überlegen) bietet es hervorragende Schneid- und Schleiffähigkeiten.

• Überlegene Verschleiß- und Abriebfestigkeit: Seine dichte kristalline Struktur ermöglicht es, starkem mechanischem Verschleiß standzuhalten, wodurch die Lebensdauer von Produkten, in denen es verwendet wird, verlängert wird.

• Hohe chemische Beständigkeit: Korund ist weitgehend inert gegenüber Säuren, Laugen und Lösungsmitteln, was die Stabilität in korrosiven Umgebungen gewährleistet.

• Hervorragende thermische Stabilität und Feuerfestigkeit: Es behält seine Festigkeit und Dimensionsstabilität bei sehr hohen Temperaturen (Schmelzpunkt ~2050°C) und ist daher in hitzeintensiven Prozessen unverzichtbar.

• Gute mechanische Festigkeit und Bruchzähigkeit: Besonders bemerkenswert bei BFA-Qualitäten, wodurch es in der Lage ist, erheblichen Stoßbelastungen standzuhalten.

Vielfältige industrielle Anwendungen:
Diese Eigenschaften machen Korund zu einem vielseitigen Material in zahlreichen Sektoren:

• Schleifmittel: Die primäre Anwendung. Es bildet die Schneidkomponente in gebundenen Schleifmitteln (Schleifscheiben, Honsteine), beschichteten Schleifmitteln (Schleifpapier, Schleifbänder), Strahlmitteln (zur Oberflächenvorbereitung und -reinigung) und losen Kornläpp-/Polierverbindungen. WFA wird für das Präzisionsschleifen von harten Stählen und Legierungen bevorzugt, während BFA weit verbreitet für Hochleistungsschleifen, Entgraten und Trennscheiben verwendet wird.

• Feuerfeste Materialien: Ein Eckpfeilermaterial für Hochtemperatur-Auskleidungen. Es wird in monolithischen Feuerfestmaterialien (Gießmassen, Spritzmassen, Stampfmassen), geformten feuerfesten Steinen (insbesondere für Stahlpfannen, Zementöfen und Glasöfen) und Ofenmöbeln (Stützen, Setzer) verwendet, da es in der Lage ist, Thermoschock, chemischem Angriff und Schlackenerosion bei extremen Temperaturen zu widerstehen.

• Technische Keramik: Wird als Verstärkungskorn oder Füllstoff in fortschrittlichen Keramiken verwendet, um die Verschleißfestigkeit und die thermischen Eigenschaften zu verbessern.

• Verstärkung: Wird Polymeren und Verbundwerkstoffen zugesetzt, um die Abriebfestigkeit und die mechanische Festigkeit zu verbessern.

• Sonstiges: Wird in Reibungsprodukten (Bremsbeläge), Schweißelektrodenbeschichtungen und speziellen Feingussschalen verwendet.

WFA vs. BFA: Zusammenfassung der Kernunterschiede