白色酸化アルミニウム（Al₂O₃）は、高い硬度、化学的不活性、そして熱安定性により、耐摩耗層に最適です。耐摩耗コーティングにおけるその特性と用途について詳しく説明します。
耐摩耗性における白色酸化アルミニウムの主な特性
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高硬度（モース硬度 9） – 多くの金属やポリマーよりも摩耗や侵食に強い。
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化学的不活性 – 酸、アルカリ、酸化環境による腐食に耐えます。
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熱安定性 – 高温（最大約 1,800°C）でも強度を維持します。
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低多孔性 – 適切に焼結またはプラズマ噴霧すると、緻密な保護層が形成されます。
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電気絶縁 – 非導電性の摩耗保護を必要とする用途に役立ちます。
一般的な用途
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産業機械、ポンプ、タービン向けの熱噴射コーティング(プラズマまたは HVOF)。
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研磨材を取り扱うホッパー、シュート、パイプラインの耐摩耗性ライニング。
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摩耗プレートと切削工具 – 耐用年数を延ばすためのコーティングとして使用されます。
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セラミック装甲と弾道保護 – 硬度と耐衝撃性に優れています。
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工業用ローラーとガイド – 摩擦と摩耗から保護します。
適用方法
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プラズマ溶射 – 摩耗の激しい環境向けに、高密度で密着性の高いコーティングを生成します。
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HVOF (高速酸素燃料) – 優れた接合強度と低い多孔性を実現します。
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焼結 – 構造的完全性が求められるセラミック部品に使用されます。
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ゾルゲルコーティング – 精密用途向けの薄く均一な層。
他の耐摩耗性材料との比較
| 材料 | 硬度（モース） | 最高温度（°C） | 最適な用途 |
|---|---|---|---|
| 白色Al₂O₃ | 9 | 約1,800 | 摩耗、腐食 |
| 炭化クロム | 8.5 | 約1,100 | 滑り摩耗 |
| 炭化タングステン | 9-9.5 | 約1,200 | 極度の摩耗 |
| 炭化ケイ素 | 9.5 | 約1,600 | 化学物質 + 摩耗 |
制限事項
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脆さ – 強化剤（例：ZrO₂）と組み合わせないと、衝撃を受けると割れやすくなります。
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基板の準備が必要 – 熱噴射での接着には適切なグリットブラストが必要です。
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コスト – 一部のポリマーベースの摩耗ソリューションよりも高価ですが、耐久性が長くなります。
機能強化
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Al₂O₃-TiO₂ (TiO₂ 13%) – 耐衝撃性に対する靭性を向上させます。
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Al₂O₃-ZrO₂ – 高応力用途における破壊靭性を強化します。
結論
白色酸化アルミニウムは、高い耐摩耗性、熱安定性、化学的不活性性が求められる用途に最適です 。極端な衝撃を受ける場合は、複合コーティング（例：Al₂O₃-TiO₂）が適している場合があります。