Aluminium Oksida Alumina

Aluminium oksida (Alumina) merupakan bahan inti untuk banyak keramik industri. Alumina memiliki sifat keras dan rapuh dengan titik leleh yang tinggi, konduktivitas listrik yang rendah, dan sifat stabilitas termal yang luar biasa.

Korundum terutama terdiri dari bentuk kristal rhombohedral alumina (a-Al2O3) yang stabil yang memiliki bentuk kristal stabil yang disebut korundum-alumina, dengan sejumlah kecil kromium yang memberikan rona merah yang khas, sementara besi dan titanium menyumbangkan rona safir biru untuk varietas permata safir biru yang berkualitas tinggi seperti batu delima.

Logam

Aluminium oksida alumina adalah bahan integral dalam produksi logam dan digunakan untuk memproduksi paduan logam aluminium. Karena titik lelehnya yang tinggi dan sifat ketahanan termalnya yang sangat baik, tanur, keramik, dan pelapis tungku sering menggunakannya. Aluminium oksida alumina juga memainkan peran penting dalam memproduksi baju besi sipil dan militer karena kekuatan, kualitas ringan, dan sifat balistiknya.

Aluminium oksida (alumina) diproduksi melalui pemurnian bijih bauksit, di dalam kilang alumina. Proses ini biasanya terjadi dalam bangunan persegi panjang besar yang panjangnya sekitar satu kilometer yang berisi ratusan sel reduksi yang terhubung ke listrik melalui kabel besar; jika digabungkan, ini akan menghasilkan korundum atau aluminium oksida sebagai produk akhirnya.

Korundum adalah bentuk aluminium oksida yang paling banyak digunakan dan nomor dua setelah berlian dalam hal kekerasan. Bentuk-bentuk korundum berkualitas permata termasuk rubi dan safir yang memiliki warna yang kaya karena adanya pengotor seperti atom kromium, besi, dan titanium. Korundum berfungsi sebagai bahan utama dalam alat pemotong serta berbagai bahan abrasif yang digunakan pada permukaannya; aplikasi lain untuk Korundum juga ada.

Kilang menggunakan alumina aluminium oksida sebagai bahan dasar untuk refraktori industri yang digunakan dalam proses termokimia dan termomekanik yang kompleks, seperti reformasi autotermal untuk konversi hidrokarbon menjadi gas sintesis (bahan bakar sintesis). Keramik alumina dengan kemurnian tinggi memberikan kelembaman kimiawi yang unggul yang diperlukan untuk kinerja yang sukses pada aplikasi tersebut.

Alumina sering digunakan sebagai katalis di kilang untuk memfasilitasi reaksi yang terjadi di sana, termasuk yang terkait dengan produksi unsur sulfur melalui proses Claus atau untuk alkohol yang diubah menjadi alkena.

Alumina sering ditambahkan ke dalam produk semen dan beton untuk meningkatkan kekuatan tarik, daya tahan dan ketahanan terhadap korosi serta ketahanan terhadap faktor lingkungan. Alumina juga dapat ditambahkan ke perekat dan sealant untuk meningkatkan kekuatan ikatan, ketahanan dan ketahanan terhadap bahan kimia; selain itu, alumina juga digunakan secara luas dalam pembuatan implan gigi dan perangkat prostetik.

Korundum

Aluminium oksida (juga dikenal dengan rumus kimia Al2O3) adalah senyawa serbaguna dengan banyak aplikasi. Aluminium oksida berfungsi sebagai bahan baku utama dalam memproduksi aluminium logam serta keramik industri; selain itu, aluminium oksida juga dapat terbentuk secara alami sebagai permata berharga seperti batu rubi dan safir.

Korundum adalah aluminium oksida dengan struktur heksagonal yang rumit dan padat dan ion oksigen yang melimpah; dua pertiga di antaranya mengisi celah oktahedral yang tersedia, sementara ruang yang tersisa diisi oleh ion Al3+ untuk berikatan dengan atom-atom lain untuk membentuk struktur netral tanpa kation penyeimbang muatan yang diperlukan untuk stabilisasi.

Korundum alami dapat ditemukan di batuan beku, metamorf dan sedimen. Sumber utamanya adalah bauksit yang menghasilkan serbuk alumina dengan kemurnian tinggi (>99,9% Al2O3); korundum dapat diekstraksi dengan menggunakan proses Bayer dari bahan sumber ini; deposit utama terdapat di Australia, Brasil, India, dan Myanmar (Burma).

Korundum murni juga banyak digunakan sebagai bahan abrasif di lingkungan industri dan sekitarnya, terutama sebagai bagian dari proses manufaktur untuk alumina dengan tingkat kemurnian tinggi. Karena permukaannya yang keras dan tahan lama, korundum murni sering kali mengandung sejumlah kecil karbon, silikon dioksida, dan mangan oksida untuk menambah ketahanan aus.

Korundum juga dapat digunakan sebagai katalis. Menyerap air dan molekul polar lainnya memungkinkannya digunakan dalam kromatografi adsorpsi; selain itu, sifat katalitiknya memungkinkannya untuk menghilangkan sulfur dari hidrogen sulfida, mendehidrasi alkohol, dan mengisomerisasi olefin.

Struktur kristal korundum dapat sangat bervariasi karena pengotor yang ada dalam komposisinya, termasuk unsur substituen yang menyumbangkan warna yang berbeda. Rubi dan safir memiliki warna yang berasal dari sejumlah kecil ion Fe2+ dan kromium yang ditemukan di dalamnya.

Korundum adalah bahan yang sangat tangguh yang dapat dibuat menjadi berbagai bentuk dan ukuran tergantung pada aplikasinya. Diproses dengan mesin untuk produk abrasif, serta aplikasi yang membutuhkan ketahanan suhu tinggi dan sifat insulasi listrik yang baik. Melalui teknik pengikatan dan pembentukan, bahan ini juga dapat menghasilkan material alumina berbutir halus dengan sifat ketahanan aus yang unggul yang memiliki karakteristik ketahanan aus yang sangat baik.

Penghambat Api

Aluminium oksida dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi sebagai penghambat api dan juga sering digunakan sebagai isolator pada papan sirkuit tercetak (PCB) yang digunakan untuk peralatan elektronik. Kemampuan aluminium oksida untuk memblokir aliran arus listrik di antara komponen memberikan keamanan dan isolasi sistem kelistrikan sementara sifat isolasinya mengurangi risiko korsleting dan risiko kerusakan produk.

Sifat tahan api berasal dari kemampuannya untuk menyerap dan melepaskan panas secara perlahan, sehingga membantu produk agar tidak mudah terbakar. Penggunaannya sebagai pengganti penghambat api organik dan terhalogenasi secara bertahap dihapuskan karena dampak negatifnya terhadap lingkungan.

Aluminium Trihidroksida, lebih sering disebut sebagai ATH, adalah penghambat api aluminium hidroksida yang efisien yang digunakan secara luas saat ini. Bahan ini menawarkan alternatif yang efektif untuk bahan kimia terhalogenasi yang mengeluarkan asap beracun saat terurai, serta masalah lingkungan yang ditimbulkannya saat terurai. Senyawa hidroksida logam tidak beracun dan terurai menjadi air dan oksida lembam saat dipanaskan; selain itu, senyawa ini lebih ramah lingkungan daripada senyawa organo-bromin seperti Polybrominated Biphenyl Ethers (PBDE). Bahan kimia ini telah menjadi bahan kimia penghambat api andalan selama beberapa tahun terakhir.

Aluminium oksida alumina mengalami berbagai perlakuan selama produksinya untuk meningkatkan kemampuan tahan apinya. Silan diaplikasikan pada permukaannya untuk menyaring partikel kasar dan memastikan distribusi ukuran partikel yang seragam; hal ini membantu meningkatkan dispersi dengan berbagai bahan dan dapat membantu proses dispersi. Terakhir, perlakuan kejut termal semakin meningkatkan kemampuan tahan api.

Selain sifat tahan api, ATH menunjukkan stabilitas oksidatif yang luar biasa yang dapat memperpanjang umur polimer dan produk lain yang bersentuhan dengannya. Selain itu, ketahanannya terhadap migrasi dalam kondisi penuaan panas atau kelembaban sedang dan luas permukaan yang tinggi membantu meningkatkan sifat mekanik ketika dicampur ke dalam polimer.

Plastik

Alumina adalah bahan inert yang digunakan dalam pembuatan kaca atau pelapis logam untuk mengisolasi mereka dari panas, serta dilebur dan dituang ke dalam berbagai bentuk. Aluminium oksida juga dapat berfungsi sebagai isolator termal pada tungku dan busi, dengan titik leleh yang tinggi, berat jenis yang rendah, dan sifat tahan api yang memungkinkan produksi keramik.

Keras dan bio-inert, keramik adalah bahan pilihan untuk bantalan pada penggantian pinggul, implan gigi, dan penguat jaringan. Selain itu, keramik juga ditemukan pada peralatan medis seperti lutut buatan dan stent serta peralatan laboratorium seperti tungku cawan lebur dan peralatan lainnya.

Korundum adalah bentuk alumina aluminium oksida yang ditemukan pada batu rubi dan safir berkualitas permata dengan warna yang pekat, seperti batu rubi dan safir dari Brasil dan Sri Lanka. Namun, warnanya tidak berasal dari aluminium oksida murni, melainkan mengandung sedikit pengotor seperti besi atau titanium yang memberikan warna khas pada batu permata tersebut. Karena kekerasannya, juga dapat dibentuk menjadi abrasive alat pemotong untuk alat pemotong.

Segera setelah alumina larut dalam air, gugus hidroksil terbentuk yang berinteraksi dengan protein untuk meningkatkan keterbasahannya dibandingkan dengan berbagai paduan logam dan menjadikan alumina kandidat ideal sebagai bahan pelapis pelindung korosi. Alumina juga sering digunakan sebagai campuran tanah liat dalam kiln untuk menghasilkan glasir keras untuk digunakan sebagai dekorasi keramik dan perawatan anodisasi pada komponen aluminium.

Aluminium oksida digunakan dalam produksi bahan abrasif, keramik, dan beberapa plastik. Selain itu, aluminium oksida dapat dilebur dan dibentuk untuk digunakan sebagai insulasi tungku atau coran logam atau selubung untuk termokopel (instrumen pengukur suhu). Instrumen ini bekerja dengan menggunakan efek Seebeck: dua kawat logam dengan suhu yang berbeda disambungkan pada salah satu ujungnya dengan sambungan yang disolder sebelum ujung yang lain dilekatkan pada sepotong keramik atau refraktori yang mencegah kehilangan panas dari logam yang lebih dingin di ujung yang lebih panas, sehingga menciptakan perbedaan potensial listrik yang dapat diukur secara elektronik dengan menggunakan perangkat elektronik.