Какво представлява алуминият?

Алуминият е бяла гранулирана субстанция, получена от бокситната руда, която се рафинира при високи температури, за да се получи алуминиев оксид и керамични продукти с изключителни характеристики като ниска електропроводимост, устойчивост на химическа корозия, здравина и твърдост.

Циркониевият закален алуминий (ZTA) е еволюираща проява на алуминиев матричен композит и попада в обхвата на тази статия.

Какво представлява алуминият?

Алуминиевият оксид (Al2O3) е бял, кристален минерал, използван като основна суровина за производство на алуминиев метал чрез електролиза. Освен това Al2O3 намира приложение в редица промишлени и химически приложения поради своята твърдост и здравина; това го прави изключително издръжливо керамично вещество, способно да издържа както на физически, така и на химически атаки.

Алуминият се произвежда чрез калциниране на бокситна руда при високи температури, за да се отстрани водата, като се получава алуминиев оксид като страничен продукт. Алуминият е широко известен с търговското си наименование левкосапфир; това обаче не бива да се бърка със сапфира, който е изцяло естествен скъпоценен материал, съставен от единични кристали корунд, докато алуминият обикновено служи като суровина в промишлената металургия и керамиката.

Глината е незаменима съставка в много козметични продукти, особено в почистващите продукти за лице и ексфолиращите гелове. Абсорбиращите свойства на глината могат ефективно да задържат замърсяванията и излишната мазнина, които се натрупват по повърхността на кожата, което я прави идеална за нуждите на грижата за кожата и красотата. Освен това тя може да служи като абразив за почистване на четки и инструменти, като същевременно действа като омекотител в някои кремове и козметични продукти.

Алуминият е ключов компонент в стоматологични и ортопедични приложения, като изкуствени кости, зъбни коронки и хирургически инструменти. Алуминият е част и от техническата керамика, която съчетава механични и термични свойства за постигане на отлични експлоатационни характеристики, като например изкуствените стави. Алуминиевият оксид е едно от най-често използваните керамични вещества, налични днес, като се предлага в многобройни класове за различни приложения.

Циркониевият закален алуминий (ZTA), едно от най-важните в търговско отношение съвременни проявления на алуминия за стоматологични и ортопедични приложения, придобива все по-голямо значение с течение на времето. Състоящ се от до 20% моноклинни циркониеви микрочастици, вградени в алуминиева матрица, ZTA предлага усъвършенствани свойства, подходящи за медицински и други взискателни приложения. Алуминиево-циркониевите закалени композити са създадени за първи път от Нилс Клаусен през 70-те години на миналия век; първоначално са създадени моноклинни версии, а по-късно се преминава към тетрагонални, използвани днес в стоматологични и ортопедични приложения.

За какво се използва алуминиевият оксид?

Впечатляващата здравина, твърдост и термична устойчивост на алуминия го правят безценен индустриален материал. Алуминият се използва в различни приложения - от шлифовъчни дискове и песъчинки до керамични облицовки на пещи; освен това химическите му свойства правят алуминия неразделен компонент в процеси като производството на стъкло, тъй като той дори допринася за създаването на нечупливи прозорци!

Тъй като има висока термична устойчивост, алуминиевият оксид се използва широко като електроизолационен слой в електронните платки. Този материал позволява ефективно разсейване на топлината, което удължава живота на компонентите, като същевременно осигурява безопасна работа; освен това неговите електроизолационни свойства позволяват ефективна изолация между различните елементи на веригата, за да се предотврати късо съединение или други потенциални рискове.

Макар че алуминият по принцип е екологичен, той изисква специална обработка, за да се получат висококачествени субстрати, подходящи за електронно производство. Този процес обикновено започва с избор на суровини с висока чистота, като алуминиев хидроксид или оксид на прах за производствени цели. След това прахът се обработва чрез различни техники, като агломерация и високотемпературна термична обработка, за да се постигнат желаните химически и физически характеристики. След като суровините бъдат обработени, те се сглобяват в зелени листове чрез процеси като леене на ленти и екструдиране, преди да бъдат нарязани по размер за нарязване в желаните форми и размери. След тази стъпка тези зелени листове се изпичат при високи температури, за да се синтероват и уплътнят, в резултат на което се получават субстрати с превъзходни механични и електрически свойства.

Производителите на козметични продукти използват отлично химическите свойства на алуминиевия оксид, превръщайки го в основна съставка на почистващи продукти и маски за лице. Белият вид на алуминия и високият му вискозитет привличат производителите на козметика, а способността му да абсорбира замърсявания и излишна мазнина го прави полезен в ексфолиращи продукти.

Медицинските технологии също разчитат в голяма степен на алуминиевия оксид за ортопедични и стоматологични импланти, като съвременното му проявление в тази област е циркониевият закален алуминий (ZTA). Макар технически да не е композит с алуминиева матрица (тъй като не съдържа циркониеви частици в твърд разтвор), ZTA функционира по подобен начин - в този ZTA, използван за импланти, се откриват до 20% циркониеви микрочастици, вградени в алуминиева матрица.

Какво представлява алуминиевият оксид в козметиката?

Алуминиевият оксид е бял кристален минерал, използван в козметичните продукти като абразив и сгъстител. Освен това алуминиевият оксид действа като абсорбент, който попива излишните масла и пот; това го прави изключително важен за грима, който издържа в гореща или влажна среда.

Алуминиевият оксид (известен също като алуминиев оксид или Al2O3) често се комбинира с алуминиев хидроксид (Al(OH)), важен буферен агент и инхибитор на корозията, в продукти, предназначени за директно приложение върху кожата. Уплътняващите свойства на алуминия го правят отлично свързващо вещество за пигменти, което създава редица нюанси в продуктите за грим.

Алуминият може да действа и като светлоотразител, като помага на продуктите за грим да изглеждат по-сияйни и гладки. Освен това продуктите против изпотяване могат да съдържат алуминиев оксид, за да предотвратят изпотяването и да запазят усещането за сухота и свежест през целия ден.

Козметичните съставки могат да бъдат полезни и като част от смес за покритие на наноразмерни минерални UV филтри, като помагат за предотвратяване на разпръскването на фините им частици във въздуха по време на употреба, подобряват естетиката и консистенцията на нанасяне.

Що се отнася до безопасността на кожата, употребата на тази съставка в козметиката не предизвиква сериозни опасения; според оценката на експертната група на CIR както алуминиевият оксид, така и алуминиевият хидроксид са безопасни в сегашните си форми на употреба в козметичните продукти.

Комитетът за преглед на козметичните съставки (CIR) е независима организация с нестопанска цел, подкрепяна от индустрията за лична хигиена, която оценява безопасността на козметичните съставки. Експертният им панел се състои от учени с различен профил и опит, които преглеждат научната литература, преди да направят собствени заключения въз основа на наличните доказателства.

Уебсайтът на CIR съдържа цялостна оценка на всеки продукт и съставка, използвана при създаването на базата данни Skin Deep, която потребителите могат да използват, за да определят дали даден продукт или съставка са безопасни. На всеки продукт и съставка се дава оценка въз основа на два критерия - риск от опасност и наличност на данни - като по-ниските оценки представляват по-безопасни продукти, а по-високите идентифицират евентуални опасения, които биха могли да съществуват.

За какво се използва алуминиевият оксид в промишлеността?

Алуминиевият оксид е изключително полезен технически керамичен материал в промишлеността поради своята изключителна здравина и издръжливост. Алуминият може да се използва във високотемпературни огнеупорни материали, предназначени да издържат на корозия и ерозия, както и в промишлени абразиви, като шлифовъчни дискове и режещи инструменти. Алуминият също така е отличен електро- и топлопроводник и се предлага в различни форми и размери, за да отговаря на различните приложения.

Алуминиевият оксид се използва в многобройни отрасли, освен в огнеупорни и абразивни материали, и най-вече в покрития за машини и инструменти, както и в изолационни материали.

Алуминият обикновено се извлича от бокситната руда чрез процеса на Байер, като се използва сода каустик за разтваряне на наличните минерали, съдържащи алуминий. След като този разтвор се филтрира и изпомпва в утаителни резервоари за посяване с кристали, за да се получи твърд алуминиев хидроксид (Al(OH)3), пещите се използват за нагряване, като след себе си оставят само чист алуминий като продукт.

Част от алуминиевия оксид се произвежда чрез рафиниране на корундови минерали, но по-голямата част се извлича и пречиства по метода на Байер. Понастоящем бокситът е основният източник за промишлена употреба, но в бъдеще може да има и възможности за използване на въглищна пепел или глини като източници за промишлено производство на алуминий.

Хидратираният, калцинираният и табуларният алуминий са три различни вида. Хидратираният алуминиев оксид е бял на цвят и наподобява готварска сол или захар на гранули. Произвежда се чрез процеса на Байер чрез разтваряне на боксит в разтвор на сода каустик, след което се филтрира, след което се прехвърля в утаителни резервоари, където се образуват кристали, преди да се извлече от разтвора и да се охлади, преди да се смели в различни размери за употреба.

Алуминият може да се обработва, когато е зелен, печен или напълно уплътнен. Когато се обработва в зелено или бисквитено състояние, алуминият може лесно да се формова, за да пасне на специфични приложения или части; когато обаче е напълно синтерован, свиването му се увеличава, което налага много по-прецизни инструменти или дискове с диамантено покритие, за да се постигнат тесни допуски.