A alumina é um material refratário avançado com propriedades superiores de força, tenacidade e resistência ao desgaste. Ela pode ser facilmente moldada em diferentes formas e tamanhos usando vários processos de consolidação e sinterização.
A alumina é inerte e impermeável a ácidos e álcalis em altas temperaturas. Além disso, apresenta uma impressionante resistência à abrasão.
É um material cristalino
Embora suas aplicações variem, a alumina compartilha várias propriedades comuns que a tornam adequada para uso em vários campos. Essas propriedades incluem alta resistência mecânica, resistência química e isolante elétrico. A alumina também apresenta excelente refratariedade, resistência ao desgaste, boas propriedades dielétricas com baixos valores de tangente de perda, além de ser adequada para uso em ambientes corrosivos severos.
A alumina é um composto químico formado por moléculas de alumínio e oxigênio. Ocorre naturalmente como coríndon, com certas condições que a transformam em safira - material ideal para usos industriais e médicos, enquanto seu alto ponto de fusão e inércia química a tornam adequada como material refratário em ambientes com temperaturas extremas.
A alumina tem uma intrincada estrutura cristalina composta de íons de oxigênio hexagonais compactados e íons de alumínio octaédricos de dois terços dispostos hexagonalmente próximos uns dos outros, e íons de alumínio octaédricos de dois terços que formam fortes ligações de hidrogênio entre si, o que confere a esse material propriedades extremas de durabilidade, resistência, rigidez e refratariedade.
Ao usar a alumina para produzir cerâmica, ela deve ser moída em partículas finas para obter uma estrutura cristalina consistente e melhor desempenho. Além disso, esse processo também melhora a qualidade da superfície e diminui os níveis de impureza no produto cerâmico final.
Para produzir alumina pura, é de vital importância minimizar a presença de g-Al2O3. Essa fase solúvel em água atrapalha os processos de sinterização e leva a um aumento descontrolado da granulação e aglomerados; sua presença reduz a eficiência, além de criar colorações escuras nos produtos cerâmicos.
A alumina apresenta resistência mecânica e estabilidade térmica superiores, com seu alto ponto de fusão, boa inércia química, resistência à abrasão e facilidade de modelagem, o que a torna adequada para muitas aplicações diferentes, desde refratários e revestimentos até aplicações e revestimentos refratários. A produção de alumina também pode incluir qualquer número de aditivos para atender a critérios específicos de desempenho, seja melhorando sua resistência à corrosão ou conferindo-lhe cor ou propriedades ópticas distintas.
É frágil
A alumina é um material cristalino extremamente duro e forte, encontrado naturalmente em muitas formas, como a safira. Além disso, a alumina tem usos industriais como abrasivo ou componente de engenharia de cerâmica. A alumina se destaca entre os óxidos por ter alta resistência ao desgaste térmico e químico, além de dispersar a energia de impacto em aplicações de tecnologia de blindagem.
Em temperaturas elevadas, a maioria das formas de alumina retorna à sua fase alfa hexagonal para obter força e rigidez máximas, resistência à fluência, boas propriedades dielétricas (para conversão de frequências de CC a GHz) e baixa tangente de perda. A estrutura da alumina consiste em átomos de oxigênio e alumínio em uma matriz cúbica interligada, com íons de alumínio preenchendo dois terços dos interstícios octaédricos, enquanto o oxigênio preenche apenas um terço. Além disso, devido às fortes ligações interatômicas iônicas entre as moléculas, ele tem alta resistência e rigidez quando exposto a temperaturas mais altas. Isso lhe confere resistência e rigidez inigualáveis entre todos os óxidos de alumínio cristalinos, além de ser altamente refratário devido às fortes ligações interatômicas entre as partículas.
Embora frágil, a alumina é um material incrivelmente resistente que tem muitas aplicações. Sua dureza e resistência ao desgaste químico a tornam ideal para o setor de abrasivos, enquanto seu baixo ponto de fusão e estabilidade de temperatura desempenham um papel fundamental nos processos de fabricação de cerâmica. A estabilidade elétrica da alumina também a torna uma opção atraente de material para isoladores e capacitores.
Os cátions de alumínio existem como o cátion hexaaqua em soluções de água e, quando desidratados, podem formar um precipitado de hidróxido de alumínio que pode ser usado para clarificar a água, enquanto sua forma solúvel, o precipitado de hidróxido de alumina, também pode ser usado para limpar vidros e é tão comum na natureza que não tem efeitos tóxicos em animais ou plantas.
Recentemente, os pesquisadores demonstraram que a alumina é consideravelmente mais dúctil do que o vidro de sílica. Eles observaram que as estruturas com paredes grossas e proporções de diâmetro de tubo acima de 2:1 eram quebradas quando comprimidas, enquanto as estruturas mais finas sobreviviam à compressão. A microscopia eletrônica de transmissão permitiu que os pesquisadores analisassem essa diferença; o empacotamento apertado de átomos em uma rede de alumina permitiu que ela trocasse de lugar mais prontamente do que em vidros de sílica sem defeitos.
É quimicamente inerte
A alumina é um material extremamente duro e quimicamente inerte, com muitos usos devido à sua extrema dureza e inércia química, atuando como um excelente isolante contra choques térmicos, propriedades de resistência à corrosão e sendo versátil o suficiente para ser moldada em vários formatos e tamanhos.
A alumina é um material abrasivo excepcional usado em rebolos, lixas e compostos de polimento para proporcionar lixamento e alisamento precisos de metais e outros materiais. Os extensores de pigmento de alumina também adicionam estabilidade de cor e durabilidade às superfícies pintadas.
A família de materiais cerâmicos de alumina representa a líder mundial em participação de mercado. Ela apresenta alta condutividade elétrica, propriedades mecânicas e térmicas mantidas em altas temperaturas, resistência à corrosão, ataque químico e resistência ao desgaste, além de amplas aplicações em muitos campos da indústria.
A alumina é composta de alumínio e oxigênio e tem um ponto de fusão de 2.050 graus Celsius, o que a torna extremamente resistente ao calor. A alumina pode ser produzida por extrusão e sinterização de pó; no entanto, seu rendimento de produção é relativamente baixo devido à dificuldade associada à obtenção de alumínio de alta pureza e à produção de produtos de óxido de óxido puro.
O óxido de alumínio é um material de longa duração e quimicamente inerte, resistente a ataques de ácidos e álcalis. Além disso, suas propriedades de isolamento elétrico o tornam adequado para aplicações de isolamento de fiação elétrica e suas características de alta resistência/rigidez o tornam adequado para aplicações de fabricação de blindagem balística. Os produtos de óxido de alumínio usados incluem válvulas, anéis de vedação e componentes usados com bombas químicas, bem como válvulas projetadas especificamente para lidar com produtos químicos, componentes resistentes à abrasão usados por essas bombas.
A alumina é um excelente refletor de luz em comprimentos de onda entre 500 e 2000 nanômetros, o que a torna um excelente componente para refletores de laser. Além de ser reflexiva, a alumina também apresenta baixas taxas de geração de partículas e é estanque ao vácuo, qualidades que a tornam adequada para câmaras e acessórios de semicondutores, além de ser usada para fabricar câmaras de bombeamento para lâmpadas de flash ou lasers de onda contínua.
Como a contaminação da alumina por sódio é a principal fonte de rachaduras e densificação, ele é frequentemente adicionado durante a fabricação para promover a sinterização em temperaturas mais baixas. O gálio também é um importante contaminante encontrado na alumina; seu uso como elemento-chave da solução da Bayer resultou em seu acúmulo no material durante o processo de sinterização, contribuindo para os altos níveis de gálio nele contidos.
É refratário
Os tijolos refratários de alta alumina oferecem excelentes propriedades térmicas e podem suportar condições difíceis, o que os torna adequados para muitas aplicações, como fornos de cerâmica, altos-fornos e tanques de vidro. Sua resistência química os torna altamente duráveis; esses tijolos podem resistir à corrosão por muitos ácidos e álcalis, como ácido fluorídrico, hidróxido de sódio e ataques de corrosão por perclorato de amônio. Os tijolos de alumina são criados com material calcinado e finamente triturado, que é então unido por meio de um processo de sinterização de alta pressão para obter o melhor desempenho.
Os tijolos refratários são criados usando matéria-prima em vários formatos, como quadrados, retângulos e redondos, que são então sinterizados em um tambor rotativo ou de sinterização a temperaturas que variam entre 1.500 e 1.800 graus Celsius. A sinterização desempenha um papel essencial na produção de refratários de alumina de alta qualidade; sua temperatura e duração influenciam o tamanho, a forma e a composição química das partículas dos produtos acabados.
Esses materiais refratários normalmente apresentam alto teor de alumina acima de 45% e podem ser fabricados em várias formas, incluindo fundição por deslizamento e moldagem por injeção, antes de serem queimados em fornos a gás. Depois de queimados, seus produtos podem ser testados de acordo com os testes ASTM de porosidade aberta, absorção de água, densidade aparente e propriedades mecânicas, como resistência à flexão de quatro pontos.
Os tijolos refratários de alta alumina são amplamente utilizados em todos os setores que exigem isolamento térmico. Suas aplicações comuns são em altos-fornos, fornos de cerâmica e fornos de tanques, bem como em aplicações que exigem alta resistência à abrasão e ao choque térmico.
Os óxidos refratários consistem em vários compostos cerâmicos unários, binários e ternários feitos principalmente de alumina. As cerâmicas refratárias são materiais extremamente duráveis, amplamente utilizados em aplicações estruturais e de isolamento, e podem suportar temperaturas extremas, bem como produtos químicos ou substâncias abrasivas sem degradação.
O ácido fosfórico tem um ponto de fusão extremamente baixo e interage lentamente com a alumina para formar hidróxido de alumina e hidróxido de alumínio, antes de se desidratar para produzir ortofosfato de alumina em alta temperatura, semelhante às estruturas de sílica e quartzo, dando origem aos refratários Berlinita, Tridimita e Cristobalita, que oferecem excelente resistência à penetração de escória e alta durabilidade.