Структура и приложения на алуминия

Алуминият е усъвършенстван огнеупорен материал с превъзходна здравина, издръжливост и устойчивост на износване. Той може лесно да се оформя в различни форми и размери чрез различни процеси на консолидация и синтероване.

Алуминият е инертен и неподатлив на киселини и основи при високи температури. Освен това се отличава с впечатляваща устойчивост на износване.

Той е кристален материал

Въпреки че приложенията на алуминиевия оксид са различни, той има няколко общи свойства, които го правят подходящ за използване в множество области. Те включват висока механична якост, химическа устойчивост и електрически изолатор. Алуминият се отличава и с отлична огнеупорност, износоустойчивост, добри диелектрични свойства с ниски стойности на тангенса на загубите, както и с това, че е подходящ за използване в тежки корозивни среди.

Алуминият е химично съединение, съставено от молекули на алуминий и кислород. Той се среща в природата като корунд, а при определени условия се превръща в сапфир - идеален материал за промишлени и медицински приложения, докато високата му температура на топене и химическата му инертност го правят подходящ като огнеупорен материал в среди с екстремни температури.

Алуминият има сложна кристална структура, съставена от хексагонални близко разположени кислородни йони и две трети октаедрични алуминиеви йони, разположени хексагонално близо един до друг, и две трети октаедрични алуминиеви йони, които образуват силни водородни връзки помежду си, което придава на този материал изключителна издръжливост, здравина, твърдост и огнеупорност.

Когато алуминиевият оксид се използва за производство на керамика, той трябва да бъде смлян на фини частици, за да се постигне постоянна кристална структура и по-добра производителност. Освен това този процес подобрява качеството на повърхността, като същевременно намалява нивата на примесите в крайния керамичен продукт.

За производството на чист алуминиев оксид е изключително важно да се сведе до минимум наличието на g-Al2O3. Тази водноразтворима фаза нарушава процесите на синтероване и води до бягство от загрубяване и агломерати; присъствието ѝ намалява ефективността, както и създава тъмно оцветяване на керамичните продукти.

Алуминият се отличава с превъзходна механична якост и термична стабилност, а високата му температура на топене, добрата химическа инертност, устойчивостта на абразия и лесното оформяне го правят подходящ за много различни приложения - от огнеупорни материали и покрития до огнеупорни приложения и покрития. Производството на алуминий също така може да включва произволен брой добавки, за да се отговори на конкретни критерии за ефективност - да се подобри устойчивостта му на корозия или да му се придадат отличителни цветни или оптични свойства.

Той е крехък

Алуминият е изключително твърд и здрав кристален материал, който се среща в природата под различни форми, като например сапфир. Освен това алуминиевият оксид се използва в промишлеността като абразив или керамичен инженерен компонент. Алуминият се отличава сред оксидите с висока якост, устойчивост на термично и химично износване, както и с разсейване на енергията на удара в приложенията на бронираните технологии.

При повишени температури повечето форми на алуминиев оксид се връщат обратно към хексагоналната алфа-фаза, което осигурява максимална якост и твърдост, устойчивост на пълзене, добри диелектрични свойства (за преобразуване от постояннотокови до GHz честоти) и нисък тангенс на загубите. Структурата на алуминия се състои от кислородни и алуминиеви атоми във взаимосвързана кубична матрица, като алуминиевите йони запълват две трети от октаедричните междини, докато кислородът запълва само една трета. Освен това, поради силните йонни междуатомни връзки между молекулите, той има висока якост и твърдост, когато е изложен на по-високи температури. Това му придава несравнима здравина и твърдост сред всички кристални алуминиеви оксиди, както и висока огнеупорност поради силните междуатомни връзки между частиците.

Въпреки че е крехък, алуминият е изключително еластичен материал, който има много приложения. Неговата твърдост и устойчивост на химическо износване го правят идеален за абразивната промишленост, а ниската му температура на топене и температурната стабилност играят важна роля в процесите на производство на керамика. Електрическата стабилност на алуминия също го прави привлекателен материал за изолатори и кондензатори.

Алуминиевите катиони се срещат като шествалентни катиони във водни разтвори и когато се дехидратират, могат да образуват утайка от алуминиев хидроксид, която може да се използва за избистряне на водата, а разтворимата форма, утайката от алуминиев хидроксид, може да се използва за почистване на стъклени съдове и е толкова разпространена в природата, че няма токсични ефекти върху животните и растенията.

Изследователите наскоро доказаха, че алуминиевият оксид е значително по-еластичен от силициевото стъкло. Те наблюдават, че структури с дебели стени и диаметър на тръбата над 2:1 се разпадат при компресиране, докато по-тънките структури оцеляват при компресиране. Трансмисионната електронна микроскопия позволи на изследователите да анализират тази разлика; плътната опаковка на атомите в мрежата от алуминий позволява по-лесно да се сменят местата, отколкото при бездефектните силициеви стъкла.

Той е химически инертен.

Алуминият е изключително твърд и химически инертен материал с многобройни приложения, дължащи се на изключителната му твърдост и химическа инертност, като действа едновременно като отличен изолатор срещу термични удари, устойчив на корозия и достатъчно гъвкав, за да се оформя в различни форми и размери.

Алуминиевият оксид е изключителен абразивен материал, използван в шлифовъчните дискове, шкурка и полиращи смеси за прецизно шлифоване и изглаждане на метали и други материали. Пигментните разширители от алуминиев оксид придават стабилност на цвета и издръжливост на боядисаните повърхности.

Групата материали от алуминиева керамика е лидер в световния пазарен дял. То се отличава с висока електропроводимост, механични и термични свойства, поддържани при високи температури, устойчивост на корозия, химическо въздействие и износоустойчивост, както и с широко приложение в много области на промишлеността.

Алуминият е съставен от алуминий и кислород и има температура на топене 2 050 градуса по Целзий, което го прави изключително термоустойчив. Алуминият може да се произвежда чрез екструдиране и прахово синтероване; въпреки това добивът му е сравнително нисък поради трудностите, свързани с набавянето на алуминий с висока чистота, както и с производството на продукти от чист оксид.

Алуминиевият оксид е дълготраен и химически инертен материал, устойчив на въздействието на киселини и основи. Освен това неговите електроизолационни свойства го правят подходящ за приложения за изолация на електрически проводници, а високите му характеристики за якост/твърдост го правят подходящ за приложения за производство на балистични брони. Продуктите от алуминиев оксид, които се използват, включват клапани, уплътнителни пръстени и компоненти, използвани с химически помпи, както и клапани, предназначени специално за работа с химикали, устойчиви на износване компоненти, използвани от тези помпи.

Алуминият е отличен отразител на светлина с дължина на вълната между 500 и 2000 нанометра, което го прави отличен компонент за лазерни рефлектори. Освен че отразява, алуминият се отличава и с ниска степен на генериране на частици и е вакуумиран - качества, които го правят подходящ за полупроводникови камери и приспособления, както и за изработване на помпени камери за светкавични лампи или лазери с непрекъснати вълни.

Тъй като замърсяването на алуминия с натрий е основният източник на напукване и уплътняване, той често се добавя по време на производството, за да се стимулира синтероването при по-ниска температура. Галият също е важен замърсител, открит в алуминиевия оксид; използването му като ключов елемент на разтвора на Bayer е довело до натрупването му в материала по време на процеса на синтероване, допринасяйки за високите нива на съдържание на галий в него.

Тя е огнеупорна

Огнеупорните тухли с високо съдържание на алуминий предлагат отлични термични свойства и издържат на тежки условия, което ги прави подходящи за много приложения, като например керамични пещи, доменни пещи и резервоари за стъкло. Тяхната химическа устойчивост ги прави изключително трайни; тези тухли могат да издържат на корозия от много киселини и основи, като например корозионни атаки от флуороводородна киселина, натриев хидроксид и амониев перхлорат. Алуминиевите тухли се създават с помощта на фино натрошен, калциниран материал, който след това е свързан с помощта на процес на синтероване под високо налягане за постигане на максимална ефективност.

Огнеупорните тухли се създават от суровини с различни форми, като квадрати, правоъгълници и кръгли форми, които след това се изпичат във въртящ се или изпичащ се барабан при температури между 1500 и 1800 градуса С. Изпичането играе съществена роля в производството на висококачествени алуминиеви огнеупори; неговата температура и продължителност оказват влияние върху размера на частиците, формата и химическия състав на крайните продукти.

Тези огнеупорни материали обикновено се характеризират с високо съдържание на алуминиев оксид от над 45% и могат да се произвеждат в различни форми, включително леене по хлъзгав способ и шприцване, преди да бъдат изпечени в газови пещи. След като бъдат изпечени, техните продукти могат да бъдат тествани съгласно тестовете на ASTM за отворена порьозност, абсорбция на вода, видима плътност и механични свойства като якост на огъване в четири точки.

Огнеупорните тухли с високо съдържание на алуминий намират широко приложение в индустрии, които изискват топлоизолация. Често срещани приложения за тях са в доменни пещи, керамични пещи и пещи за резервоари, както и в приложения, изискващи висока устойчивост на износване и термичен шок.

Огнеупорните оксиди се състоят от различни еднокомпонентни, двукомпонентни и трикомпонентни керамични съединения, произведени предимно от алуминиев оксид. Огнеупорните керамики са изключително трайни материали, които се използват широко в структурни и изолационни приложения и могат да издържат на екстремни температури, както и на химикали или абразивни вещества, без да се разрушават.

Фосфорната киселина има изключително ниска температура на топене и взаимодейства бавно с алуминиевия оксид, като образува алуминиев хидроксид и алуминиев хидроксид, след което се дехидратира, за да се получи алуминиев ортофосфат при висока температура, подобен на структурата на силициевия диоксид и кварца, и дава началото на огнеупорите берлинит, тридимит и кристобалит, които осигуряват отлична устойчивост на проникване на шлака и висока трайност.