Alumiinioksidin molekyylipaino

Alumiinioksidi (alumiinioksidi), jota louhitaan bauksiittimalmiesiintymistä, on teollisuusmineraali, jota käytetään yleisesti raaka-aineena alumiinimetallin valmistuksessa sekä kehittyneiden keramiikkatuotteiden valmistuksessa.

Alumiinitrihydraatilla on kaksi keskeistä tehtävää polymeereissä, sillä se toimii sekä täyteaineena että palonestoaineena/savunpoistoaineena. Sen luontainen palonesto johtuu siitä, että sen vesimolekyylit vapautuvat yli 220 celsiusasteen lämpötiloissa ja toimivat tehokkaana liekkisulkuna.

Molekyylipaino

Minkä tahansa aineen molekyylipainolla tarkoitetaan sen massaa moolia kohti. Tämän määrän laskemiseksi yhdisteelle tunnistetaan ensin sen kemiallinen kaava, sitten etsitään jaksollisesta järjestelmästä niiden atomimassat, kerrotaan kunkin alkuaineen massa kerrottuna kyseisessä alkuaineessa olevien atomien lukumäärällä, jolloin saadaan sen moolimassa - esimerkiksi alumiinioksidin (Al2O3) moolimassa on 9 g/mol, ja sitä käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla tulenkestävien aineiden, keramiikan ja kiillotusyhdisteiden valmistuksesta titaanipigmenttien pinnoittamiseen sekä monien lasinvalmistuslaitosten sisällä.

Sulamispiste

Alumiinioksidin sulamispiste on olennainen osa sen tulenkestäviä sovelluksia. Korkea sulamispiste takaa, että alumiini pysyy kiinteänä myös korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin käytettäväksi uuneissa ja muissa laitteissa sekä hiomalaikoissa ja hiekkapapereissa materiaalien muokkaamiseen ja tasoittamiseen.

Alumiinioksidi on maapallolla runsaasti esiintyvä, luonnossa esiintyvä yhdiste, jota hyödynnetään laajalti lukuisilla teollisuudenaloilla sen kovuuden ja korkean lämpötilan kestävyyden vuoksi. Alumiinioksidi on puhtaassa muodossa valkoista, kiteistä jauhetta. Kun sitä sekoitetaan muiden alkuaineiden kanssa, se voi saada erilaisia ominaisuuksia; sitkeyttä voidaan lisätä lisäämällä siihen zirkoniumoksidihiukkasia tai piikarbidiviiksiä; lisäksi voidaan saavuttaa läpikuultavia vaikutuksia lisäämällä pieniä määriä magnesiittia sen sekaan.

Alumiinioksidin sulamispiste on paljon korkeampi kuin tavallisen alumiinin ja sen seosten, jotka vaativat elektrolyysin alumiinin erottamiseksi hapesta. Tämä johtuu todennäköisesti sen happiosassa olevista vahvoista kovalenttisista sidoksista, joiden katkaiseminen vaatii huomattavaa energiaa, mikä johtaa alumiinin korkeampiin sulamis- ja kiehumispisteisiin.

Yhdistämällä alumiinioksidia muihin materiaaleihin keramiikan muodostamiseksi saadaan erittäin sitkeitä ja joustavia materiaaleja, jotka kestävät hyvin lämpöä, kulutusta ja korroosiota. Lisäksi alumiinioksidin sulamispiste 2 072 celsiusastetta ylittää useimmat oksidit, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin tulenkestäviin sovelluksiin.

Kuten monilla muillakin yhdisteillä, alumiinioksidilla on alhainen haihtuvuus ja korkea sulamispiste verrattuna muihin metallioksideihin, mikä tekee siitä vähemmän reaktiivisen kuin useimmat muut. Lisäksi alumiini on muokattavissa helposti valettavaksi tai muotoiltavaksi ilman, että se deformoituu tai vääntyy korkeissa paineissa.

Alumiinioksidin korkea sulamispiste tekee siitä ihanteellisen hammaskeramiikan valmistukseen, jossa sitä usein yhdistetään posliinin kanssa. Alumiinioksidin kestävyys ja tulenkestävät ominaisuudet auttavat luomaan vahvoja restauraatioita, jotka kestävät laajaa kulutusta, kun taas sen alhainen haihtuvien aineiden pitoisuus ja sulamispiste estävät hengitettävän pölyn muodostumisen, joka voi aiheuttaa hengitystieongelmia.

Tiheys

Alumiini on pehmeä metalli, joka on kokoonsa nähden erittäin kevyt ja yksi parhaista lämmön- ja sähkönjohtimista, minkä vuoksi se on yksi tärkeimmistä materiaaleista, joita käytetään sähkönsiirtolinjoissa, autojen moottoreissa ja kodinkoneissa. Lujuutensa, kestävyytensä ja korroosionkestävyytensä ansiosta alumiini kierrätetään uudelleen ja uudelleen menettämättä laatuaan tai muuttumatta ajan mittaan epämuodostuneeksi; lisäksi se kestää ruostetta, värjäytymistä ja naarmuja, sillä on matala sulamispiste ja se voidaan muotoilla helposti erilaisiin muotoihin tai kokoihin.

Alumiinijauheen tiheys riippuu useista muuttujista, kuten raaka-aineen koostumuksesta ja kalsinointilämpötilasta. Esimerkiksi gibbsiitista valmistetun alumiinioksidin tiheys on suurempi kuin boehmiittisen vastineen. Lisäksi esiasteen tyyppi, lämmitysohjelman parametrit ja siemenet vaikuttavat kaikki eri tavoin tiheystasoihin.

Alumiinioksidin tiheys voidaan määrittää sen ominaispinta-alan ja lämmönjohtavuuden perusteella; muihin tekijöihin vaikuttavat myös keraaminen kutistuminen kalsinoinnin aikana sekä huokosrakenne.

Alumiinioksidia on monissa teollisissa sovelluksissa, tulenkestävistä aineista ja hioma-aineista katalysaattoritukiin ja litiumparistojen kalvoihin. Poikkeuksellisen mekaanisen lujuutensa, lämmönkestävyytensä, korkean lämpötilan kestävyytensä ja korroosionkestävyytensä ansiosta alumiinioksidia on jo pitkään käytetty teollisuudessa teollisuusmateriaalina. Alumiinioksidi on olennainen osa monia tulenkestäviä aineita, ja sitä käytetään laajalti korkean teknologian keraamisissa tuotteissa, kuten litiumparistoissa, sytytystulpissa ja nestekidenäyttöjen keraamisissa kalvoissa.

Alumiinioksidi voidaan laskea kertomalla sen molekyylimassa, joka on kaikkien sen kaavassa esiintyvien atomien summa kerrottuna sen molekyylipainolla tilavuusyksikön sisältämän hapen määränä. Voit myös laskea sen molaarisen massan jakamalla sen kemiallisen kaavan molekyylipainolla - joka yleensä löytyy jaksollisista taulukoista - menetelmänä, jolla voidaan löytää sen atomiluku ja sen koostumukseen kuuluvien alkuaineiden massat; veden molekyylipaino voidaan laskea tästä; sen molekyylimassa vastaa kahta vetyatomia ja yhtä happiatomia, kun taas Al2O3:n molekyylimassa sisältää täsmälleen kaksi alumiini- ja yhden happiatomin.

Sähkönjohtavuus

Alumiini johtaa hyvin sähköä, minkä vuoksi se on suosittu materiaali sähkölinjoissa. Lisäksi alumiinista on houkutteleva valinta, koska se on tarpeeksi kevyt kuljetusta varten. Vaikka alumiini ei ole yhtä johtava kuin kupari, sen sähköiset ominaisuudet riippuvat suuresti siitä, miten sitä käytetään; sen johtavuutta voidaan lisätä vähentämällä oksidikerroksia tai lisäämällä epäpuhtauksia, mikä voi parantaa johtavuutta entisestään. Samoin tuotannon aikana käytetyt lämpökäsittelyt vaikuttavat merkittävästi alumiinin sähköisiin ominaisuuksiin.

Kaikki irtometallit ovat erinomaisia johtimia, koska niiden johtumis- ja valenssikaistojen välillä on päällekkäisyyttä, joka mahdollistaa elektronien esteettömän virtauksen. Alumiini eroaa hieman kuparista atomirakenteeltaan, sillä sen vapaat elektronit kokevat enemmän fononitörmäyksiä, jotka häiritsevät elektronien liikkumista ja siten heikentävät johtavuutta verrattuna puhtaaseen kupariin, jonka johtavuusluokat ovat korkeammat kuin sen vastineella.

Alumiinioksidiin voidaan yhdistää zirkonia- tai hiilinanoputkia sen johtavuuden lisäämiseksi ja se voi toimia substraattina lujitteille, kuten zirkoniumoksidille tai nanoputkille, jotka vahvistavat sen kiderakennetta ja lisäävät sähkönjohtavuutta. Tämän tuloksena muodostuu komposiitti, jolla on paremmat mekaaniset ominaisuudet, parempi kulutuskestävyys ja parempi sähkönjohtavuus.

Alumiinioksidi on erinomainen eriste, kun se jätetään peittämättä; kun se päällystetään, sen johtavuus kasvaa merkittävästi. Päällystäminen voi tapahtua monessa eri muodossa, kuten jauhemaalaus tai maalaus, ja se voi vaikuttaa alumiinioksidin johtavuuteen. Tekijät, kuten pinnoitetyyppi, levityslämpötila ja lämpökäsittelytyyppi, vaikuttavat kaikki siihen, kuinka paljon alumiinioksidi johtaa.

Alumiinioksidikerrokset ovat olennainen osa sähkönjohtavuutta, sillä ne suojaavat johtavia kerroksia, jotka muuten voisivat paljastua, jos vieraat kappaleet, kuten lika, naarmuttaisivat niitä. Jos näin ei tehdä, seurauksena voi olla sähköongelmia, joten on elintärkeää, että alumiinioksidi pysyy suojattuna.

Alumiinioksidi on luja ja kova materiaali, jolla on tiiviit mittatoleranssit, minkä vuoksi se soveltuu erinomaisesti käytettäväksi osissa, joiden on kestettävä kulutusta, kuten tekstiiliohjaimissa, pumppujen männissä, kourujen vuorauksissa ja poistoaukoissa. Koneistus voi edelleen kovettaa alumiinioksidin kestävyyttä; myös teolliset leikkaustyökalut hyötyvät sen käytöstä. Zirkoniumoksidihiukkasten tai piikarbidiviiksien lisääminen lisää kovuutta ja kulutuskestävyyttä ja toimii samalla tukena teollisille katalyytteille, joita käytetään esimerkiksi Claus-prosessissa, jossa savukaasut muunnetaan takaisin alkuainerikiksi, sekä Ziegler-Natta-polymerisaatioissa.