銥塗層棕剛玉是一種特殊改質的剛玉材料。其生產原理是將棕剛玉的製備與表面銥鍍層技術結合，旨在提高材料在極端環境下的性能（例如耐高溫氧化性、化學穩定性和電催化活性）。以下是對其核心生產原理的詳細分析：
一、棕色熔融氧化鋁的製備
棕色熔融氧化鋁是一種氧化鋁（Al₂O₃），由鋁土礦經高溫冶煉製成：
原料加工：鋁土礦經煅燒去除水分和雜質。
電弧爐冶煉：在2000℃以上的溫度下，加入碳還原劑（如無菸煤）和鐵屑，以還原雜質（如SiO₂、Fe₂O₃等），生成矽鐵合金沉澱物並分離出來。
冷卻和結晶：冷卻後，熔融液體形成高硬度的棕色熔融氧化鋁晶體（主要成分為α-Al₂O₃，並含有少量Ti和Fe氧化物以著色）。
破碎成型：將塊狀棕色熔融氧化鋁破碎並篩分成所需尺寸的磨料或基質顆粒。
二、銥鍍層製程原理
銥（Ir）是一種高密度、高熔點（2466℃）、耐腐蝕的鉑族金屬。它透過表面電鍍技術鍍覆在棕色熔融氧化鋁表面。常用方法包括：
1. 物理氣相沉積 (PVD)
原理：在高真空環境下，透過電弧或濺鍍使銥靶汽化，並將銥原子或離子沉積在棕色熔融氧化鋁表面形成薄膜。
特點：塗層均勻，附著力強，適用於精密電鍍。
2. 化學氣相沉積 (CVD)
原理：在高溫反應室中，銥前驅體化合物（如三氯化銥 (IrCl₃)、乙醯丙酮銥等）被還原或分解，銥原子沉積在基底表面。
3. 電鍍或化學電鍍
原理：在含有銥離子的電解液中，利用電流或還原劑將銥沉積到導電基材表面。如果棕色熔融氧化鋁不導電，則需要進行金屬化預處理（例如塗覆導電層）。
特點：成本較低，但塗層可能較薄。
三、銥鍍棕氧化鋁的關鍵技術要點
表面預處理：
棕色熔融氧化鋁的表面需要清潔和活化處理。這可以透過酸洗、超音波清洗或粗糙化處理來增強附著力。
介面鍵合優化：
由於銥和 Al₂O₃ 的熱膨脹係數有顯著差異，因此需要過渡層（例如 W、Mo 或梯度塗層）來緩解應力並防止剝落。
塗層厚度控制：
塗層厚度通常在微米範圍內。過厚會導致開裂，而過薄則對性能提升有限。
治療後：
退火處理可以提高塗層的結晶度和結合強度。
四、銥鍍層的功能與性能提升
高溫抗氧化性：銥在高溫下形成緻密的氧化層（IrO₂），保護棕色剛玉基材。
化學惰性：耐酸鹼腐蝕，適用於高腐蝕性環境。
電催化活性：銥是一種優良的電催化劑，可用於水電解電極材料。
增強耐磨性：銥的高硬度進一步提高了表面耐磨性。
五、應用領域
特種磨料和塗層：用於精密加工或耐磨零件。
高溫電極材料：例如電解池陽極、電化學催化劑。
航空航太：耐高溫塗層、推進系統零件。
核工業：耐輻射腐蝕材料。