El óxido de aluminio blanco (alúmina fundida blanca, Al₂O₃) se utiliza ampliamente como capa cerámica resistente al desgaste debido a su excepcional dureza (Mohs 9), alto punto de fusión (~2050 °C) y excelente estabilidad química. A continuación, se describe su aplicación en recubrimientos y superficies resistentes al desgaste:
1. Propiedades clave para la resistencia al desgaste
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Alta dureza : resiste la abrasión de partículas, lodos y fricción.
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Inercia química : Resiste la corrosión de ácidos, álcalis y solventes.
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Estabilidad térmica : mantiene el rendimiento a altas temperaturas (hasta 1600–1800 °C).
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Baja porosidad : la estructura densa reduce la penetración de medios erosivos.
2. Métodos de aplicación comunes
A. Recubrimientos por pulverización térmica
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Pulverización de plasma :
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El polvo blanco de Al₂O₃ se funde y se propulsa sobre sustratos metálicos (por ejemplo, ejes de bombas, válvulas, álabes de turbinas).
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Forma una capa densa y dura (200–500 μm de espesor) contra la abrasión y la erosión.
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HVOF (combustible de oxígeno de alta velocidad) :
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Mayor resistencia de adhesión que el plasma en aerosol, adecuado para entornos de desgaste severo.
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B. Revestimientos y azulejos cerámicos
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Adherido con epoxi o resina :
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Las baldosas de Al₂O₃ (por ejemplo, pureza del 92 al 99 %) se adhieren a conductos, tolvas o tuberías en las industrias mineras y cementeras.
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Se utiliza en ciclones, aspas de ventiladores y sistemas transportadores que manipulan materiales abrasivos.
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C. Compuestos resistentes al desgaste
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Polímeros reforzados con Al₂O₃ :
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Se agrega a epoxi/poliuretano para tuberías de lodos, revestimientos o pisos (por ejemplo, plantas de procesamiento de carbón).
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Compuestos de matriz cerámica-metálica :
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Sinterizado con metales (por ejemplo, Al, Fe) para piezas de alta resistencia como sellos o cojinetes.
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3. Casos de uso industrial
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Minería y cemento :
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Revestimientos para trituradoras, molinos y equipos de transporte de lodos.
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Petróleo y gas :
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Recubrimientos en brocas, válvulas y bombas para resistir la erosión de la arena.
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Generación de energía :
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Recubrimientos de tubos de calderas en plantas de carbón para mitigar la abrasión por cenizas volantes.
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Automotriz :
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Componentes del motor expuestos a un alto desgaste (por ejemplo, anillos de pistón, camisas de cilindros).
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4. Ventajas sobre las alternativas
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Rentable : más barato que el carburo de silicio (SiC) o el carburo de tungsteno (WC) para muchas aplicaciones.
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Versatilidad : Compatible con múltiples métodos de deposición (proyección, alicatado, colada).
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No tóxico : seguro para las industrias alimentaria y farmacéutica (a diferencia de algunos recubrimientos de metales pesados).
5. Limitaciones
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Fragilidad : Propenso a agrietarse por impacto; a menudo combinado con TiO₂ o ZrO₂ para mejorar la tenacidad.
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Preparación del sustrato : Requiere granallado y compatibilidad térmica para evitar la delaminación.