Co je oxid hlinitý (Al2O3)?

Hliník (Al2O3) je základní složkou průmyslové keramiky. Díky vysoké tvrdosti a odolnosti proti opotřebení, jakož i toleranci vůči horkému zpracování a korozi se oxid hlinitý hojně používá k leštění safírů a dalších drahokamů, jako jsou rubíny, smaragdy a diamanty.

Žáruvzdorný materiál z oxidu hlinitého se vyrábí různými technikami konsolidace a slinování. Vlastnosti tohoto žáruvzdorného materiálu závisí na čistotě prášku a velikosti zrn po vypálení.

Tvrdost

Oxid hlinitý je díky své neuvěřitelné tvrdosti, tepelným vlastnostem a mechanické pevnosti nedílnou součástí průmyslových odvětví. Díky těmto vlastnostem je oxid hlinitý vynikající součástkou pro aplikace vyžadující přesné provedení nebo odolnost proti otěru - na druhém místě po diamantu, pokud jde o stupnici tvrdosti! HRA80-90 označuje jeho pozici na stupnici tvrdosti, díky níž je tato součástka mimořádně odolná i při opakovaných nárazech za vysokých tlaků a teplot.

Oxid hlinitý se obvykle získává z bauxitové rudy, která obsahuje nečistoty, jako je oxid železitý (Fe2O3) a oxid křemičitý (SiO2). Nečistoty výrazně snižují žáruvzdornost konečného produktu, a proto musí být během extrakce a rafinace odstraněny. Vysoce kvalitní oxid hlinitý má nízkou úroveň pórovitosti a vysoký podíl polykrystalického Al2O3, což přispívá k jeho pozoruhodné tvrdosti.

Hliník se vyznačuje vysokou žáruvzdorností, díky níž je vysoce odolný vůči chemickým útokům a korozi. Kromě toho se tento materiál vyznačuje vysokou pevností v tlaku - ideální pro výrobu dílů se složitou geometrií, které musí odolávat silným tlakům.

Keramické polymery, jako je zirkon, se široce používají v průmyslové keramice, žáruvzdorných materiálech a dalších keramických výrobcích, které vyžadují mimořádnou tvrdost a trvanlivost. Keramické polymery odolávají extrémním teplotám, aniž by podlehly poškození, což z nich činí ideální základní materiál pro povlaky určené k odolávání teplu a korozi.

Z keramiky oxidu hlinitého lze vyrábět celou řadu technických a průmyslových výrobků, od snímačů tlaku pro měření průtoku kapalin až po opotřebitelné/bariérové povlaky pro rozprašovací terče, součástky elektronových trubic, laserové komponenty a svařovací trysky. Díky své vynikající odolnosti proti otěru z ní lze vyrobit skvělé svařovací trysky, odlehčovací kuličky a tepelné izolátory v metalurgických/chemických procesech, stejně jako výjimečné svařovací trysky, odlehčovací kuličky, tepelné izolátory pro tyto procesy, stejně jako vlastnosti tepelných izolátorů, což z ní činí vynikající volbu při výrobě keramických průchodek mezi kovy/průchodek pro rentgenové komponenty/vysokonapěťová pouzdra atd.

Odolnost proti oděru

Oxid hlinitý je extrémně tvrdý žáruvzdorný materiál s vynikající odolností proti otěru a opotřebení. Nachází uplatnění ve výrobních aplikacích včetně brusiv, cementových výrobků, žáruvzdorných materiálů, ve stavebnictví jako náhrada písku a také v alternativních nanovlákenných aplikacích, jako je keramické obložení potrubí, které poskytuje výjimečnou ochranu proti otěru a korozi. Lze jej nalézt v různých formách - včetně nanovláken z bauxitu nebo oxidu hlinitého - a také jako nedílnou složku používanou pro nátěry potrubí, které poskytují ochranu.

Bauxit je přirozeně se vyskytující ruda minerálů hydroxidu hlinitého, která se skládá z různého poměru oxidu křemičitého, oxidu železitého, titanu a minerálů hlinitokřemičitanu. Bauxit lze rafinovat Bayerovým procesem na oxid hlinitý, který má díky svým vlastnostem, jako je nízká elektrická vodivost, odolnost vůči chemickým vlivům, vysoká pevnost a extrémní tvrdost (9. stupeň Mohsovy stupnice), četné komerční využití. Bauxity jsou již dlouho považovány za jeden z nejužitečnějších technických materiálů.

V roce 1947 onemocnělo 23 dělníků pracujících v rafinerii bauxitu Shaverovým syndromem v důsledku expozice jemným částicím oxidu hlinitého, které se mohly vdechnout do plic a způsobily jim dušnost, kašel, bolest na hrudi a nenodulární fibrózu plic - označovanou také jako aluminátová plicní fibróza.

Hliník lze tavit při teplotách nad 1850 °C a odlévat do velmi složitých forem. Karbid křemíku vázaný oxidem hlinitým poskytuje větší pevnost a trvanlivost než jiné materiály vázané karbidem křemíku; odolnost proti opotřebení je dobrá, zatímco tvrdost tomu neodpovídá. Pevné látky oxidu hlinitého nepředstavují žádný problém s hořlavostí, ale jejich prach může na vzduchu tvořit výbušné směsi.

Oxid hlinitý je obecně bezpečný pro kosmetické použití a má nízkou komedogenitu, což znamená, že neucpává póry a nezpůsobuje akné. Veganské a halal certifikované složky, jako je Alumina, by měly být také předem otestovány na vzorcích pokožky, aby se zajistilo, že nedochází k alergiím; to je důležité zejména při aplikaci přímo na citlivou pokožku.

Odolnost vůči kyselinám a zásadám

Čisté formy oxidu hlinitého poskytují ochranu před kyselým i zásaditým prostředím díky účinnému oxidovému filmu, který za běžných podmínek nedegraduje a přirozeně se sám obnovuje - to znamená, že náhodné odření nebo mechanické poškození se rychle opraví. Díky své schopnosti odolávat oxidačnímu i redukčnímu prostředí je oxid hlinitý atraktivní volbou materiálu pro použití v petrochemických procesech, jako je autotermický reforming.

Korozní odolnost oxidu hlinitého se zvyšuje s jeho čistotou. Keramický materiál s vysokou čistotou oxidu hlinitého má nejen silnější konstrukční vlastnosti, ale může se pochlubit i lepší odolností proti korozi ze všech forem oxidu hlinitého. Keramické materiály s vysokou čistotou oxidu hlinitého jako takové nabízejí zvýšenou odolnost proti korozi ve srovnání se všemi ostatními typy. Tyto keramické materiály se často používají v aplikacích vyžadujících vysoké teploty, jako jsou vyzdívky hutních pecí nebo vyzdívky průmyslových pecí; navíc lze tuto třídu korundových žáruvzdorných materiálů vyrobit do různých tvarů nebo velikostí podle individuálních požadavků zákazníka.

Nízká rozpustnost oxidu hlinitého v kyselinách - konkrétně v horké kyselině sírové a chlorovodíkové - a v zásadách z něj činí vynikající materiál pro vyzdívky průmyslových pecí a další aplikace při zpracování chemikálií za vysokých teplot.

Tento typ žáruvzdorného materiálu se proto stal jednou z nejčastěji používaných součástí v petrochemických závodech a rafineriích a hraje zásadní roli při výrobě syntézního plynu prostřednictvím parciální oxidace a katalytického reformingu. Vysoká čistota keramického oxidu hlinitého jej činí vhodným i pro tyto aplikace, protože bez degradace odolává oxidační i redukční atmosféře a velmi vysokým teplotám.

Žáruvzdorné materiály vyrobené z vysoce výkonného keramického oxidu hlinitého jsou mimořádně odolné vůči vodíkové korozi. Hliníková keramika je materiálem volby pro autotermické reformovací reakce v petrochemických aplikacích; jedná se o řadu termochemických a termomechanických procesů používaných k výrobě syntézního plynu z částečné oxidace a reformování uhlovodíků, přičemž její inertnost pomáhá zabránit nežádoucím redukčním reakcím a vedlejším produktům, které by mohly v takových podmínkách vznikat.

Při výrobě keramiky z oxidu hlinitého se do roztaveného kovu mohou přidávat přísady, které zlepšují jeho výkon a vlastnosti. Mezi takové přísady patří chrom, titan a zirkonium, které významně mění jeho krystalovou strukturu, což vede ke vzniku takových tříd, jako je oxid hlinitý 75%.

Hustota

Hliník je měkký a zároveň pevný kov, který lze snadno tvarovat do různých tvarů, a díky své lehkosti je oblíbeným materiálem při stavbě letadel. Hliník je také vynikajícím vodičem tepla a elektřiny, takže se může používat v mnoha elektrických součástkách včetně vodičů a kondenzátorů. Hliník také vyniká odolností proti korozi, protože na svém povrchu vytváří vrstvu oxidu, která jej chrání před vzduchem a vlhkostí, chrání před korozí a zároveň udržuje kov co nejčistší a nejefektivnější.

Oxid hlinitý je vynikající izolant a lze jej použít k izolaci vysokoteplotních pecí. Je k dispozici ve formě blan, desek, cihel a sypkých vláken pro různá použití - oblíbené jsou blankové desky - Hliník je také skvělým materiálem pro leštění drahých kamenů; kromě toho může být smíchán s jinými materiály k výrobě otěruvzdorných povlaků pro textilní vedení, písty čerpadel, vyzdívky žlabů, výpustné otvory, matrice, ložiska atd.

Bioinertní keramika patří do skupiny bioinertní keramiky a vyznačuje se vysokou odolností vůči kyselinám a louhům i vyšším teplotám, což přispívá k prodloužení životnosti zařízení a životnosti součástí. Kromě toho se tento materiál může pochlubit vynikající trvanlivostí s vysokou tuhostí, díky níž je odolný proti různým nárazům.

Hliník se může pochlubit vysokým poměrem plochy povrchu k hmotnosti, což z něj činí vynikající vysoušedlo a filtr fluoridu, arsenu a selenu v pitné vodě. Jeho porézní struktura navíc pomáhá absorbovat peroxid vodíku i vysoušecí látky.

Oxid hlinitý se skládá z oxidu hlinitého (Al2O3), který má stejné chemické složení jako safíry a rubíny, ale bez jejich barevných příměsí. Hliník je mimořádně odolný tvrdý materiál s nízkým bodem tání a vysokým bodem varu, který se snadno tvaruje do tvarů vhodných pro různé aplikace, jako jsou textilní vodítka, písty čerpadel, žlabové a výtlačné otvory a zápustky pro použití proti podmínkám souvisejícím s opotřebením, například textilní vodítka v textilních továrnách; písty čerpadel používané k provozu průmyslových čerpadel; textilní vodítka připevněná uvnitř průmyslových čerpadel ve výrobních závodech k ochraně míst s vysokým opotřebením před poškozením; dlaždice vyrobené z hliníkových dlaždic mohou dokonce zabránit dalšímu poškození míst s vysokým opotřebením - to činí z hliníku mimořádně cennou komoditu, kterou není radno podceňovat!