백색 산화알루미나(백색 용융 알루미나, Al₂O₃)는 뛰어난 경도(모스 9), 높은 녹는점(~2050°C), 그리고 우수한 화학적 안정성으로 인해 내마모성 세라믹 층 으로 널리 사용 됩니다. 내마모성 코팅 및 표면에 적용되는 방식은 다음과 같습니다.
1. 내마모성을 위한 주요 특성
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높은 경도 : 입자, 슬러리 및 마찰로 인한 마모를 방지합니다.
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화학적 불활성 : 산, 알칼리, 용매에 의한 부식을 방지합니다.
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열 안정성 : 고온(최대 1600~1800°C)에서도 성능을 유지합니다.
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낮은 기공률 : 밀도가 높은 구조로 인해 침식성 매체의 침투가 줄어듭니다.
2. 공통 지원 방법
A. 열 분무 코팅
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플라즈마 분무 :
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흰색 Al₂O₃ 분말을 녹여 금속 기판(예: 펌프 샤프트, 밸브, 터빈 블레이드) 위로 분사합니다.
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마모와 침식을 방지하는 조밀하고 단단한 층(두께 200~500μm)을 형성합니다.
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HVOF(고속 산소 연료) :
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플라즈마 스프레이보다 접합 강도가 높아 심한 마모 환경에 적합합니다.
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B. 세라믹 라이닝 및 타일
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에폭시 또는 수지로 결합 :
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Al₂O₃ 타일(예: 순도 92~99%)은 광산/시멘트 산업의 슈트, 호퍼 또는 파이프라인에 접착되어 결합됩니다.
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연마재를 취급하는 사이클론, 팬 블레이드, 컨베이어 시스템에 사용됩니다.
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C. 내마모성 복합재
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Al₂O₃ 강화 폴리머 :
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슬러리 파이프, 라이너 또는 바닥재(예: 석탄 가공 공장)의 에폭시/폴리우레탄에 첨가됩니다.
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세라믹-금속 매트릭스 복합재 :
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고강도 부품(예: 씰이나 베어링)을 위해 금속(예: Al, Fe)과 소결되었습니다.
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3. 산업 활용 사례
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광업 및 시멘트 :
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분쇄기, 분쇄기 및 슬러리 운반 장비용 라이너.
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석유 및 가스 :
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드릴 비트, 밸브, 펌프에 코팅을 하여 모래 침식을 방지합니다.
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발전 :
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석탄 화력 발전소의 보일러 튜브 코팅은 플라이 애시 마모를 완화합니다.
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자동차 :
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심한 마모에 노출된 엔진 부품(예: 피스톤 링, 실린더 라이너).
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4. 대안에 비해 장점
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비용 효율성 : 많은 응용 분야에서 실리콘 카바이드(SiC)나 텅스텐 카바이드(WC)보다 저렴합니다.
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다용성 : 다양한 증착 방식(분사, 타일링, 캐스팅)과 호환됩니다.
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무독성 : 식품/제약 산업에 안전합니다(일부 중금속 코팅과 달리).
5. 제한 사항
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취성 : 충격에 의해 균열이 생기기 쉽습니다. 종종 TiO₂나 ZrO₂와 결합하여 인성을 향상시킵니다.
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기판 준비 : 박리를 방지하기 위해 그릿 블라스팅과 열적 적합성이 필요합니다.