Alumiini (Al) on runsas hopeanvalkoinen metalli, jota esiintyy kaikkialla luonnossa ja joka on v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4t\u00f6n raaka-aine monilla eri teollisuudenaloilla. Alumiinilla on monia merkitt\u00e4vi\u00e4 ominaisuuksia, kuten lujuus, sitkeys, vetolujuus, l\u00e4mp\u00f6stabiilisuus, korroosionkest\u00e4vyys ja erist\u00e4vyys - ominaisuuksia, jotka tekev\u00e4t siit\u00e4 yhden suosituimmista metalleista omilla aloillaan.<\/p>\n
Alumiinioksidin tiheys riippuu muun muassa sen esiasteaineesta, kalsinointil\u00e4mp\u00f6tilasta ja l\u00e4mmitysohjelmasta sek\u00e4 huokosrakenteesta ja pinnan happamuudesta\/per\u00e4isyydest\u00e4.<\/p>\n
Huokoisuus mittaa tyhjien tilojen osuutta kokonaistilavuudesta; se ilmaistaan yleens\u00e4 prosentteina v\u00e4lill\u00e4 0% - 100%. Huokoisuuden ja muiden ominaisuuksien, kuten tiheyden tai l\u00e4p\u00e4isevyyden, v\u00e4lisen suhteen ymm\u00e4rt\u00e4minen on elint\u00e4rke\u00e4\u00e4; kaikki kolme ominaisuutta voivat muuttua materiaalin huokoisuuden mukaan.<\/p>\n
Huokoinen esine voi sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 ilmataskuja tai muita tyhji\u00f6it\u00e4 rakenteessaan, mik\u00e4 johtaa eroihin mekaanisissa ja l\u00e4mp\u00f6ominaisuuksissa. Huokoisuutta voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 my\u00f6s kuvaamaan sit\u00e4, kuinka tehokkaasti kivet varastoivat nesteit\u00e4, kuten \u00f6ljy\u00e4 tai maakaasua, maan alle. Geologit ja s\u00e4ili\u00f6insin\u00f6\u00f6rit k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t usein hiekkakiven ja karbonaattien kaltaisten kivien huokoisuutta m\u00e4\u00e4ritt\u00e4ess\u00e4\u00e4n, kuinka paljon kutakin nestett\u00e4 voidaan varastoida maan alle. Korkeamman huokoisuuden omaavien porauskaivojen poraaminen edellytt\u00e4\u00e4 ty\u00f6kaluja, jotka on suunniteltu erityisesti huokoisuuden mittaamiseen ennen porauksen aloittamista ja sementtitiivisteiden luomiseen porausrei\u00e4n ja ymp\u00e4r\u00f6ivien kivien v\u00e4lille, jotta hiilivetyj\u00e4 tai nesteit\u00e4 ei p\u00e4\u00e4se vuotamaan aiottujen paikkojen ulkopuolelle.<\/p>\n
Alumiinioksidin suuri huokoisuus tekee siit\u00e4 erinomaisen materiaalin teollisten katalyyttien tukemiseen. Suuri pinta-ala mahdollistaa erilaisten reaktioiden tapahtumisen; esimerkiksi Fe-pohjaisten katalyyttien tukeminen fenolin hydroksylaatioreaktioissa vetyperoksidin kanssa, jolloin saadaan arvokkaita orgaanisia yhdisteit\u00e4, kuten hydrokinonia ja katekolia.<\/p>\n
T\u00e4m\u00e4 reaktio on erityisen hy\u00f6dyllinen \u00f6ljyteollisuudelle, koska se lis\u00e4\u00e4 raaka\u00f6ljyn saantoa ja v\u00e4hent\u00e4\u00e4 samalla saastumista v\u00e4hent\u00e4m\u00e4ll\u00e4 tuotannossa syntyv\u00e4\u00e4 j\u00e4tett\u00e4.<\/p>\n
Alumiinioksidin valmistuksen yhteydess\u00e4 on tarpeen pit\u00e4\u00e4 mieless\u00e4 sen huokoisuus sintrauksen aikana. S\u00e4r\u00f6ytyneit\u00e4 ja huokoisia tuotteita voi muodostua, mik\u00e4 heikent\u00e4\u00e4 sen lujuutta, l\u00e4p\u00e4isevyytt\u00e4 ja muita fysikaalisia ominaisuuksia - t\u00e4m\u00e4n vaiheen huolellinen hallinta johtaa korkealaatuisiin ja samalla v\u00e4h\u00e4n huokoisiin alumiinioksidituotteisiin.<\/p>\n
Alumiinioksidia saadaan jalostamalla bauksiittia, joka on alumiinirikas lateriitti. Louhinnan j\u00e4lkeen se jalostetaan Bayerin prosessissa, jossa alumiinioksidi liuotetaan natriumhydroksidiin ja sen j\u00e4lkeen suodatetaan mahdolliset kyll\u00e4iset Bayerin liuokset pois, jolloin saadaan hienoa valkoista jauhetta, joka muistuttaa sokeria mutta voi naarmuttaa lasipintoja; t\u00e4t\u00e4 jauhetta k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n raaka-aineena erilaisissa keraamisissa esineiss\u00e4 ja komponenteissa.<\/p>\n
Alumiinioksidin pinta-ala on t\u00e4rke\u00e4 mittari, jolla on olennainen merkitys adsorptiota, heterogeenista katalyysi\u00e4 ja pintareaktioita koskevissa sovelluksissa. Lis\u00e4ksi l\u00e4mm\u00f6njohtavuus, keramiikan kutistuminen kalsinoinnin aikana ja huokosrakenne vaikuttavat kaikki alumiinioksidin suorituskykyyn, mink\u00e4 vuoksi valmistajien on kiinnitett\u00e4v\u00e4 erityist\u00e4 huomiota t\u00e4m\u00e4n parametrin hallintaan korkealaatuisten alumiinioksidituotteiden tuottamiseksi.<\/p>\n
T\u00e4ll\u00e4 menetelm\u00e4ll\u00e4 tuotettu alumiinioksidi on tavanomaiseen vastineeseensa verrattuna huomattavasti tasaisempi huokosjakauman suhteen ja sen ominaispinta-ala on suurempi kuin aiemmissa prosesseissa. Lis\u00e4ksi sen tuotannossa voidaan s\u00e4ilytt\u00e4\u00e4 tyydytt\u00e4v\u00e4 ominaispinta-ala my\u00f6s korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa.<\/p>\n
Alumiinioksidia esiintyy luonnossa korundina eli a-Al2O3:na, joka on kova ja kemiallisesti inertti materiaali, jolla on alhainen kemiallinen reaktiivisuus. Alumiinioksidia voidaan valmistaa my\u00f6s l\u00e4mp\u00f6k\u00e4sittelem\u00e4ll\u00e4 gibbsiitti\u00e4 ja b\u00f6hmiitti\u00e4 kalsiumhydroksidilla, jolloin saadaan huokoista, v\u00e4hemm\u00e4n tiivist\u00e4 g-tyypin alumiinioksidia, jonka BET-pinta-ala (N2) on noin 5 m2g-1. N\u00e4it\u00e4 materiaaleja k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n laajalti katalysaattoritukiaineina.<\/p>\n
Aktivoitua alumiinioksidia voidaan valmistaa kuumentamalla hydratoitua alumiinioksidia hallitusti korkeisiin l\u00e4mp\u00f6tiloihin, jolloin vesimolekyylit pakotetaan ulos rakenteellisesti heikkojen tasojen kautta tarkoin m\u00e4\u00e4riteltyihin huokosiin, joiden keskim\u00e4\u00e4r\u00e4inen huokosten halkaisija on 4 nm, ja saadaan aktivoitua alumiinioksidia, jonka BET (N2) -pinta-ala on noin 300-400 m2g-1.<\/p>\n
Alumiinioksidin tehokas valmistus edellytt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 se valmistetaan niin, ett\u00e4 sen BET-pinta-ala ja luurangon tiheys ovat korkeat, sill\u00e4 t\u00e4m\u00e4 takaa optimaalisen suorituskyvyn monissa eri sovelluksissa, kuten tulenkest\u00e4viss\u00e4 aineissa, hioma-aineissa, litiumparistojen kalvoissa, sytytystulpissa, katalysaattoritukissa ja muissa sovelluksissa. Valitettavasti suuri ominaispinta-ala ja -tiheys lis\u00e4\u00e4v\u00e4t merkitt\u00e4v\u00e4sti tuotantokustannuksia, kun taas ominaisuudet riippuvat ominaisuuksiin vaikuttavista tekij\u00f6ist\u00e4, kuten saostusaineesta, synteesiolosuhteista ja kuivausolosuhteista.<\/p>\n
Alumiinioksidin valmistajat tarvitsevat siksi nopeita ja tarkkoja v\u00e4lineit\u00e4 alumiinioksidierien karakterisointiin. Anton Paar AutoFlow BET+- ja Ultrapyc-laitteet tarjoavat nopean karakterisoinnin, jolla varmistetaan, ett\u00e4 er\u00e4t t\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t nopeasti vaatimukset; niiden Brunauer-Emmett-Teller (BET) -adsorptiotekniikka mahdollistaa tarkat mittaukset alumiinioksidin\u00e4ytteiden SSA:sta ja luurangon tiheydest\u00e4.<\/p>\n
Alumiinioksidin l\u00e4mm\u00f6njohtavuus riippuu sen koostumuksesta, morfologiasta ja sekundaaristen faasien esiintymisest\u00e4 tai puuttumisesta. Seosaineilla on taipumus heikent\u00e4\u00e4 sen l\u00e4mm\u00f6njohtavuutta merkitt\u00e4v\u00e4sti - erityisesti Cr > V > Mn > Ti > Zr > Si heikent\u00e4vin\u00e4 tekij\u00f6in\u00e4, joista j\u00e4lkimm\u00e4isill\u00e4 on suurempi vaikutus, kun ne ovat kiintein\u00e4 liuoksina (eli niiden pitoisuus pysyy samana l\u00e4mp\u00f6tilasta riippumatta) [6,23].<\/p>\n
Alumiinioksidi kest\u00e4\u00e4 erinomaisesti korroosiota erilaisia happoja ja suoloja vastaan, koska Al3+:n ja O2-:n v\u00e4lill\u00e4 on vahvat ioniset ja kovalenttiset kemialliset sidokset. Lis\u00e4ksi sill\u00e4 on korkeat sulamispisteet ja kovuus, mink\u00e4 ansiosta se kest\u00e4\u00e4 useiden ep\u00e4orgaanisten happojen, kuten ortofosforihapon ja fluorivetyhapon, hy\u00f6kk\u00e4yksi\u00e4.<\/p>\n
Koska em\u00e4sten ja kloridi-ionien v\u00e4lill\u00e4 on vahvat ionisidokset, se ei kest\u00e4 yht\u00e4 hyvin vahvojen em\u00e4sten ja suolahapon aiheuttamaa korroosiota.<\/p>\n
Alumiinioksidin kiillottaminen eritt\u00e4in sile\u00e4ksi pinnaksi on suhteellisen yksinkertaista, joten se on ihanteellinen materiaali hionta- ja jyrsint\u00e4sovelluksiin. Lis\u00e4ksi sen monipuoliset muodon- ja koonmuodostusominaisuudet mahdollistavat sen hy\u00f6dynt\u00e4misen monissa teollisissa prosesseissa.<\/p>\n
Erinomaisten mekaanisten ominaisuuksiensa lis\u00e4ksi alumiinioksidilla on my\u00f6s erinomaiset s\u00e4hk\u00f6eristysominaisuudet ja korkea tulenkest\u00e4vyys. Se kest\u00e4\u00e4 korkeita l\u00e4mp\u00f6tiloja murtumatta paineen alaisena. Alumiinioksidia on jo pitk\u00e4\u00e4n hy\u00f6dynnetty raaka-aineena \u00f6ljynjalostuslaitoksissa katalysaattorituotannossa, kun taas sit\u00e4 hy\u00f6dynnet\u00e4\u00e4n laajalti eristeen\u00e4.<\/p>\n
Alumiinioksidilla on poikkeukselliset l\u00e4mm\u00f6nsiirto-ominaisuudet, jotka tekev\u00e4t siit\u00e4 v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4tt\u00f6m\u00e4n monissa teollisissa sovelluksissa. Se kest\u00e4\u00e4 jopa 900 degC:n l\u00e4mp\u00f6tiloja, ja sen alhaiset laajenemiskertoimet helpottavat ty\u00f6skentely\u00e4 korkeammissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa.<\/p>\n
Alumiinioksidi on inertti materiaali, mik\u00e4 tarkoittaa, ett\u00e4 se ei reagoi sen kanssa kosketuksiin joutuvien kemikaalien kanssa, mik\u00e4 suojaa sit\u00e4 itse\u00e4\u00e4n vaurioilta ja pident\u00e4\u00e4 tuotteen k\u00e4ytt\u00f6ik\u00e4\u00e4. T\u00e4m\u00e4n vuoksi alumiinioksidi soveltuu erinomaisesti l\u00e4\u00e4kinn\u00e4llisiin laitteisiin, sill\u00e4 pitk\u00e4aikainen k\u00e4ytt\u00f6 tai nieleminen ei aiheuta kemiallista hajoamista keraamiselle alustalle, ja t\u00e4st\u00e4 materiaalista valmistetut hammasimplantit pysyv\u00e4t vahingoittumattomina tavanomaisissa hammashoidoissa.<\/p>\n
Alumiini on reagoimaton metalli, mik\u00e4 tarkoittaa, ett\u00e4 se kest\u00e4\u00e4 vaativia ymp\u00e4rist\u00f6j\u00e4 ja kemikaaleja ilman, ett\u00e4 pinta- tai rakennevaurioita syntyy. Lis\u00e4ksi sen l\u00e4mm\u00f6nkest\u00e4vyys tekee siit\u00e4 sopivan korkean l\u00e4mp\u00f6tilan sovelluksiin. Lis\u00e4ksi sen alhainen s\u00e4hk\u00f6njohtavuus erist\u00e4\u00e4 sit\u00e4 s\u00e4hk\u00f6virtaa vastaan, ja sen lujuus kasvaa puhtausasteen my\u00f6t\u00e4.<\/p>\n
Alumiinioksidia esiintyy luonnossa alkuaineseoksena bauksiitissa, joka on alumiinin ja hapen yhdiste. Kun se altistuu hapelle, sen reaktio muodostaa hitaasti suojaavan alumiinioksidikalvon; ajan mittaan t\u00e4m\u00e4 aine muodostaa kovia seoksia muiden alkuaineiden, kuten magnesiumin ja kuparin, kanssa, mik\u00e4 antaa lujuutta mineraalien seosaineena.<\/p>\n
Valuprosessissa alumiinioksidia levitet\u00e4\u00e4n suojapinnoitteeksi metallille tai muille alustoille, jotta se auttaisi ehk\u00e4isem\u00e4\u00e4n korroosiota pys\u00e4ytt\u00e4m\u00e4ll\u00e4 niiden vuorovaikutuksen ymp\u00e4rist\u00f6ns\u00e4 kanssa. Se ei ole ainoastaan kest\u00e4v\u00e4, vaan sen ohut luonne varmistaa, ettei se h\u00e4iritse sen alla olevan substraatin normaalia toimintaa.<\/p>\n
Alumiinioksidin korroosionkest\u00e4vyys voidaan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 sen mikrorakenteen, erityisesti CaO-, Fe2O3-, MgO- ja Na2O-hiukkasten jakautumisen perusteella. Lis\u00e4ksi ep\u00e4puhtauksien erottuminen raerajoille sintrauksen aikana vaikuttaa merkitt\u00e4v\u00e4sti korroosionkest\u00e4vyyteen, samoin kuin silikaatit ja muut sintrauksen apuaineina k\u00e4ytetyt lis\u00e4aineet.<\/p>\n
Tutkimukset ovat osoittaneet, ett\u00e4 esihapetus voi parantaa alumiinioksidin korroosionkest\u00e4vyytt\u00e4 merkitt\u00e4v\u00e4sti. Keramiikka, joka sis\u00e4lt\u00e4\u00e4 0,85 painoprosenttia Al2O3:a ja jota on esihapetettu nollailmassa 1050 celsiusasteen l\u00e4mp\u00f6tilassa 4 tunnin ajan, kest\u00e4\u00e4 hyvin sulaa kloridia, koska se muodostaa tihe\u00e4\u00e4 ja tasaista kalkkia, joka suojaa mineraalihappojen hy\u00f6kk\u00e4yksilt\u00e4.<\/p>\n
Toinen tapa lis\u00e4t\u00e4 alumiinioksidin korroosionkest\u00e4vyytt\u00e4 on lis\u00e4t\u00e4 jalometalliosia, kuten magnesiumia. T\u00e4m\u00e4 v\u00e4hent\u00e4\u00e4 katodisen reaktion nopeutta ja parantaa korroosionkest\u00e4vyytt\u00e4 - t\u00e4m\u00e4 vaikutus voimistuu entisest\u00e4\u00e4n, kun j\u00e4\u00e4hdytysnopeudet kiihtyv\u00e4t nopeasti. Lis\u00e4ksi sek\u00e4 kromin ett\u00e4 nikkelin l\u00e4sn\u00e4olo v\u00e4hent\u00e4\u00e4 j\u00e4nnityskorroosiohalkeiluriski\u00e4 keraamisissa alumiinioksidikeramiikoissa.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alumiini (Al) on runsas hopeanvalkoinen metalli, jota esiintyy kaikkialla luonnossa ja joka on v\u00e4ltt\u00e4m\u00e4t\u00f6n raaka-aine monilla eri teollisuudenaloilla. [...]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-644","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/644","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=644"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/644\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":645,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/644\/revisions\/645"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=644"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=644"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/artehistoria.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=644"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}