Tonerde Formel

Aluminiumoxid ist ein weißer, kristalliner Feststoff, der in verschiedene Formen gebracht werden kann. Es ist nicht nur zäh und hart und eignet sich daher als feuerfestes Material, sondern seine Zähigkeit kann durch die Zugabe von Zirkoniumdioxidpartikeln erhöht werden - dadurch können industrielle Schneidwerkzeuge effizienter arbeiten.

Die Tonerde wird in einem Bayer-Verfahren aus Bauxiterz gewonnen und ist ökologisch bedenklich (siehe z. B. den Rotschlammteich von Stade auf Google Maps).

Es ist ein weißer, kristalliner Feststoff

Tonerde mit der chemischen Formel Al2O3 ist ein weißer kristalliner Feststoff mit der Summenformel Al2O3. Tonerde kann aus natürlichen Quellen als Korund oder in anderen polymorphen Formen gewonnen werden; sie kann auch synthetisch hergestellt werden. Tonerde hat hervorragende thermische und elektrische Eigenschaften; sie ist extrem hart; sie dient als wirksames Flammschutzmittel, da sie Wärme langsam aufnehmen und abgeben kann; sie hat eine ausgezeichnete Korrosions- und Strahlungsbeständigkeit; schließlich hat sie einen hohen Schmelzpunkt, so dass sie sich für die Auskleidung von Öfen oder Strukturen mit hohem Schmelzpunkt wie Stahlkonstruktionen und -bauten eignet.

Natives Bauxit ist die Hauptquelle für reines Aluminiumoxid, das wasserhaltige Aluminiumoxide in unterschiedlichen Mengen enthält. Bauxit kann in Pulverform raffiniert und als Ausgangsmaterial für die Verhüttung von Aluminiummetallen sowie als Rohmaterial für die industrielle Keramik und die chemische Industrie verwendet werden. Freies Aluminiumoxid kommt in der Natur auch als Edelstein Korund und seine Gegenstücke Saphir und Rubin vor, die ihre charakteristische Färbung von Spurenelementen wie Chrom und Eisen erhalten.

Kalzinierte Tonerde findet sich in zahlreichen Anwendungen, von Zündkerzenisolatoren und Gehäusen für integrierte Schaltkreise über Laborgeräte und Schleifkörner für Schleifpapier bis hin zu Laborgeräten zur Herstellung von Zündkerzenisolatoren, Laborgeräten mit eingebauten Zündkerzenisolatoren und sogar Laborgeräten mit eingebauten Zündkerzenisolatoren. Darüber hinaus werden feuerfeste Auskleidungen für Industrieöfen aus feuerfesten Materialien hergestellt, die aus feuerfester Keramik gefertigt sind und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegen chemische Angriffe durch Flusssäure, geschmolzene Alkalien, Alkalidämpfe usw. aufweisen.

Das Einatmen von Aluminiumoxid wird im Allgemeinen nicht als schädlich angesehen, obwohl es bei einigen Personen zu Reizungen führen kann. Studien haben gezeigt, dass radioaktiv markiertes Aluminiumoxid nach dem Einatmen schnell aus der Lunge ausgeschieden wird; etwa 45-50% werden innerhalb eines Tages ausgeatmet und über den Urin ausgeschieden; daher wird von der American Conference of Governmental Industrial Hygienists ein Höchstwert für die berufliche Exposition von 0,01g/m3 über einen Zeitraum von 72 Stunden empfohlen.

Es ist ein feuerfestes Material

Aluminiumoxid, eine weiße, kristalline Form von Aluminiumoxid, wird häufig als feuerfestes Material für Anwendungen verwendet, die hohe Temperaturen und eine geringe Wärmeleitfähigkeit erfordern. Zu den vielen Vorteilen von Aluminiumoxid gehören seine Langlebigkeit, Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Isolationseigenschaften, die es ermöglichen, Wärme in Strukturen oder Behältern zu speichern und andere Materialien zu schützen; außerdem bietet es Schutz vor chemischen Angriffen und ist abriebfest, was es zu einem hervorragenden Feuerfestmaterial macht.

Feuerfeste Materialien aus Aluminiumoxid werden aus grob zerkleinerten Zuschlagstoffen hergestellt, die mit einem speziellen feuerfesten Tonbindemittel oder geschmolzenen Metallsilikaten gebunden werden. Je nach Verwendungszweck gibt es verschiedene Qualitäten dieser feuerfesten Materialien. Feuerfeste Materialien aus Aluminiumoxid mit einem Anteil von 85 % Al2O3 werden häufig in Aluminiumschmelzöfen verwendet, während feuerfeste Materialien aus Al2O3 mit einem Anteil von 55 % eine hervorragende Erosionsbeständigkeit gegenüber Stahltransportbehältern mit flüssigem Stahl aufweisen.

Die nach diesem Verfahren hergestellten feuerfesten Materialien verwenden in der Regel das Bauxitverdünnungsverfahren, bei dem 88-prozentiger Bauxit mit kalziniertem Schamott und Rohton kombiniert wird, um den erforderlichen Al2O3-Gehalt für die Herstellung von feuerfesten Materialien mit niedrigerem Schmelzpunkt und geringeren Kosten als bei der Verwendung von reinem Bauxitschlamm allein zu erreichen. Dadurch können zwar Produkte mit niedrigerem Schmelzpunkt zu geringeren Kosten hergestellt werden, aber es können auch gewisse Nachteile entstehen, wie z. B. giftige Emissionen in die Umwelt, die bei der Herstellung entstehen und zur Freisetzung großer Mengen von Rotschlamm führen.

Feuerfeste Materialien aus Aluminiumoxid eignen sich aufgrund ihrer Festigkeit, Feuerfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit im Allgemeinen gut für verschiedene Anwendungen; sie sind sehr dichte Materialien, die hohen Temperaturen standhalten können, ohne ihre strukturelle Integrität zu verlieren; diese Kombination macht sie für viele verschiedene Situationen geeignet.

Die Qualität von feuerfestem Aluminiumoxid kann mit zyklischen Thermoschocktests bewertet werden, bei denen eine Probe auf 950 Grad Celsius erhitzt und schnell abgekühlt wird, bevor die Biegefestigkeit, die Dreipunkt-Biegefähigkeit und die Druckfestigkeit bewertet werden.

Feuerfestes Aluminiumoxid kann durch die Beimischung von Zirkoniumdioxidpartikeln oder Siliziumkarbid-Whiskern weiter veredelt oder durch die Zugabe von Magnesia transluzent gemacht werden. Solche Zusätze erhöhen die Zähigkeit sowie die Beständigkeit gegen Chemikalien, Abrieb und Korrosion.

Es ist ein keramisches Material

Tonerde ist ein keramisches Material mit hohem Schmelzpunkt und außergewöhnlichen thermischen und mechanischen Eigenschaften, die es für Feuerfest- und Schleifanwendungen geeignet machen. Darüber hinaus ist Aluminiumoxid aufgrund seiner hervorragenden Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit ein ausgezeichnetes Material für Produkte der medizinischen Elektronik.

Durch Pressen, Strangpressen, Pelletieren und Pressen lassen sich aus kalziniertem Aluminiumoxidpulver verschiedene Formen herstellen. Umformung mit Hilfe von Schachtöfen und Heißpressen oder durch einachsige Kompression; ähnliche Verfahren werden auch bei der Herstellung von feuerfesten Steinen angewandt; schließlich Sinterung zur Erhöhung der Dichte; dabei kommt es zu einer Umlagerung der Teilchen, zu Kornwachstum und zur Beseitigung von Poren.

Aluminiumoxid ist ein äußerst flexibles Material, das sich mit verschiedenen Klebe- und Verfestigungstechniken leicht formen lässt. Dadurch kann es zu präzisen, endkonturnahen Formen in verschiedenen Größen und Reinheiten geformt werden. Darüber hinaus können Zusatzstoffe und zusätzliche Komponenten in Aluminiumoxid integriert werden, um seine Eigenschaften für bestimmte Anwendungen zu verbessern. So erhöht Manganoxid die Härte, während Siliziumdioxid (SiO2) die Temperaturwechselbeständigkeit verbessert und Zirkoniumoxid (ZrO2) die Korrosionsbeständigkeit sowie die Verschleißfestigkeit erhöht.

Tonerdekeramik ist bekannt für ihre extreme Härte und Widerstandsfähigkeit, die auf der Mohs-Skala nur von Diamant übertroffen wird, wenn es um Abrieb- und Schlagfestigkeit geht. Darüber hinaus eignen sich Aluminiumoxidkeramiken aufgrund ihrer Wärmeleitfähigkeit und Chemikalien-/Korrosionsbeständigkeit für den Ersatz von Teilen in hochpräzisen Maschinen und Geräten.

Aluminiumoxidkeramik kann für Anwendungen metallisiert werden, die hochintegrierte, dickschichtmetallisierte Bauteile mit Leiter- und Widerstandsnetzwerken und lötbaren Schnittstellen erfordern, darunter Hochvakuumsysteme, Lasergeräte (Gas-, Festkörper- und Wellenleiter), Röntgenröhren und Elektronenmikroskope. Aluminiumoxidkeramik eignet sich aufgrund ihrer hohen Temperaturbeständigkeit auch hervorragend als biomedizinisches Material für künstliche Gelenke, Knochendistanzstücke und Cochlea-Implantate; außerdem sind sie dank dieses hochwertigen Materials wertvolle Industrieprodukte wie Pumpen und Ventile!

Es ist ein Poliermittel

Aluminiumoxid ist ein wichtiges Material für die Oberflächenbearbeitung, das in allen Industriezweigen häufig für Oberflächenbearbeitungsanwendungen eingesetzt wird. Aufgrund seiner Härte, chemischen Stabilität, thermischen Beständigkeit, Langlebigkeit und Nicht-Reaktivität ist es eine ideale Lösung für verschiedene Aufgaben der Oberflächenpolitur ohne das Risiko einer Verunreinigung oder Veränderung der Oberflächenmaterialien.

Aluminiumoxid wird in Form von Pulvern, Aufschlämmungen und Suspensionen in verschiedenen Größen und Verpackungen angeboten. Form und Größe der Partikel haben großen Einfluss auf die Polierleistung von Aluminiumoxidpulver: Aggressive Partikel tragen das Material schnell ab, während sanftere Kugeln für glatte, reflektierende Oberflächen sorgen. Außerdem sorgt die gleichmäßige Verteilung der Partikelgröße dafür, dass die Leistung von Charge zu Charge konstant bleibt.

Zur Herstellung von Aluminiumoxid als Poliermittel muss es zunächst zu feinen Partikeln gemahlen und mit Wasser oder Tensiden gemischt werden, um eine Aluminiumoxidaufschlämmung zu bilden, die dann für verschiedene Polieranwendungen verwendet werden kann. Übliche Formulierungen bestehen aus Tensiden, Wasser und Aluminiumoxidpulver, wobei die Menge von der jeweiligen Anwendung abhängt.

Die chemische Zusammensetzung einer Tonerdeaufschlämmung ist entscheidend für ihre Wirksamkeit als Poliermaterial. Eine typische Zusammensetzung für diese Aufschlämmung umfasst Aluminiumoxidpartikel, Wasser und Tenside; je nach Anwendungsfall können weitere Zusätze wie Zirkoniumdioxidpartikel zur Erhöhung der Zähigkeit oder Siliziumkarbid-Whisker zur Verbesserung der Schneidleistung hinzugefügt werden.

Reine Tonerde wird aus dem abgebauten Mineral Bauxit gewonnen, das Aluminiumhydroxid enthält. Die Tonerde wird dann nach dem Bayer-Verfahren durch Auflösen von Aluminiumoxid in Natronlauge extrahiert. Allein Australien produziert jährlich etwa $3 Mrd. in sechs Raffinerien im Bundesstaat New South Wales; dies entspricht der Hälfte der weltweiten Tonerdeproduktion; China, Brasilien und Indien tragen ebenfalls erheblich dazu bei.