Oxid de aluminiu Alumină

Oxidul de aluminiu (alumina) constituie materialul de bază pentru multe ceramici industriale. Acesta are proprietăți dure, fragile, cu un punct de topire ridicat, conductivitate electrică scăzută și proprietăți excepționale de stabilitate termică.

Corindonul este alcătuit în principal din forme cristaline romboedrice stabile de alumină (a-Al2O3) care are o formă cristalină stabilă numită corindon-alumină, cu urme de crom care îi conferă nuanța roșie caracteristică, în timp ce fierul și titanul contribuie la nuanțele de safir albastru pentru soiurile de safir albastru de calitate gemă, cum ar fi rubinele.

Metale

Oxidul de aluminiu alumină este un material integral în producția de metale și este utilizat pentru a produce aliaje metalice de aluminiu. Datorită punctului său de topire ridicat și a proprietăților sale excelente de rezistență termică, acesta este adesea utilizat pentru cuptoare, ceramică și căptușeli de cuptoare. Oxidul de aluminiu alumină joacă, de asemenea, un rol esențial în producția de armuri civile și militare datorită rezistenței sale, calităților sale ușoare și proprietăților balistice.

Oxidul de aluminiu (alumina) este produs prin rafinarea minereului de bauxită, într-o rafinărie de alumină. Acest proces are loc, de obicei, în clădiri dreptunghiulare mari, cu o lungime estimată la un kilometru, care conțin sute de celule de reducere conectate la energie prin cabluri mari; atunci când sunt combinate împreună, acestea produc corindon sau oxid de aluminiu ca produs final.

Corindonul este cea mai răspândită formă de oxid de aluminiu și este al doilea după diamant în ceea ce privește duritatea. Printre formele de corindon de calitate prețioasă se numără rubinele și safirele, care își datorează culorile bogate unor urme de impurități cum ar fi atomii de crom, fier și titan. Corindonul este ingredientul principal al uneltelor de tăiere, precum și al numeroșilor abrazivi utilizați pe suprafețele sale; există și alte aplicații pentru corindon.

Rafinăriile utilizează oxidul de aluminiu alumină ca bază pentru materialele refractare industriale utilizate în procese termochimice și termomecanice complexe, cum ar fi reformarea autotermică pentru conversia hidrocarburilor în gaz de sinteză (combustibil de sinteză). Ceramica de alumină de înaltă puritate asigură inerția chimică superioară necesară pentru buna funcționare a acestor aplicații.

Alumina este adesea utilizată ca catalizator în rafinării pentru a facilita reacțiile care au loc acolo, inclusiv cele legate de producerea sulfului elementar prin procesul Claus sau pentru transformarea alcoolilor în alchene.

Alumina este adesea adăugată la ciment și la produsele din beton pentru a le crește rezistența la tracțiune, durabilitatea și rezistența la coroziune, precum și rezistența la factorii de mediu. Alumina poate fi, de asemenea, adăugată la adezivi și materiale de etanșare pentru a crește rezistența la lipire, elasticitatea și rezistența împotriva substanțelor chimice; în plus, este utilizată pe scară largă în fabricarea implanturilor dentare și a dispozitivelor protetice.

Corindon

Oxidul de aluminiu (cunoscut și sub formula sa chimică Al2O3) este un compus universal cu numeroase aplicații. Acesta servește ca materie primă cheie în producerea aluminiului metalic, precum și a ceramicii industriale; în plus, poate apărea și în stare naturală sub formă de pietre prețioase, cum ar fi rubinele și safirele.

Corindonul este un oxid de aluminiu cu o structură hexagonală complexă și cu o abundență de ioni de oxigen; două treimi din aceștia umplu interstițiile octaedrice disponibile, în timp ce spațiul rămas este ocupat de ioni Al3+ care se leagă de alți atomi pentru a forma o structură neutră fără cationi de echilibrare a sarcinii necesari pentru stabilizarea sa.

Corindonul natural poate fi găsit în roci ignoase, metamorfice și sedimentare. Principala sa sursă este bauxita, care produce pulberi de alumină de înaltă puritate (>99,9% Al2O3); corindonul poate fi extras prin procedeul Bayer din acest material sursă; există zăcăminte importante în Australia, Brazilia, India, Myanmar (Birmania).

Corindonul pur este, de asemenea, utilizat pe scară largă ca material abraziv în mediile industriale și nu numai, în special ca parte a proceselor de fabricație pentru alumina de înaltă puritate. Datorită suprafeței sale dure și durabile, corindonul pur încorporează adesea cantități mici de carbon, dioxid de siliciu și oxid de mangan pentru o rezistență sporită la uzură.

Corindonul poate fi utilizat și ca catalizator. Absorbția apei și a altor molecule polare îi permite să fie utilizat în cromatografia de adsorbție; în plus, proprietățile sale catalitice îi permit să elimine sulful din hidrogenul sulfurat, să deshidrateze alcoolii și să izomerizeze olefinele.

Structura cristalină a corindonului poate varia considerabil din cauza impurităților prezente în compoziția sa, inclusiv a substituenților elementari care contribuie la diferite culori. Rubinele și safirele își datorează culorile urmelor de ioni de Fe2+ și, respectiv, de crom care se găsesc în ele.

Corindonul este un material extrem de rezistent care poate fi transformat în diverse forme și dimensiuni, în funcție de aplicație. Prelucrat pentru produse abrazive, precum și pentru aplicații care necesită rezistență la temperaturi ridicate și proprietăți bune de izolare electrică. Prin tehnici de lipire și formare se poate produce, de asemenea, material de alumină cu granulație fină cu proprietăți superioare de rezistență la uzură care posedă caracteristici excelente de rezistență la uzură.

Retardanți de flacără

Oxidul de aluminiu poate fi găsit în numeroase aplicații ca agent de ignifugare și este, de asemenea, adesea folosit ca izolator pe plăcile cu circuite imprimate (PCB) utilizate pentru echipamentele electronice. Capacitatea oxidului de aluminiu de a bloca fluxurile de curent electric între componente asigură siguranța și izolarea sistemelor electrice, în timp ce proprietățile sale izolante reduc riscurile de scurtcircuit și de deteriorare a produselor.

proprietățile ignifuge provin din capacitatea sa de a absorbi și de a elibera încet căldura, ajutând astfel produsele să nu devină inflamabile. Utilizarea sa ca înlocuitor al substanțelor ignifuge organice și halogenate este eliminată treptat din cauza impactului lor negativ asupra mediului.

Trihidroxidul de aluminiu, denumit mai frecvent ATH, este un hidroxid de aluminiu ignifugant eficient, utilizat pe scară largă în prezent. Acesta oferă o alternativă eficientă la substanțele chimice halogenate care emit vapori toxici atunci când se descompun, precum și la problemele de mediu pe care le creează la descompunere. Compușii hidroxizi metalici nu sunt toxici și se descompun în apă și oxizi inerți atunci când sunt încălziți; în plus, sunt mai ecologici decât compușii organo-bromici, cum ar fi eterii bifenilici polibromurați (PBDE). Aceștia au devenit principalul element al substanțelor chimice ignifuge în ultimii ani.

Alumina de oxid de aluminiu este supusă la numeroase tratamente în timpul producției pentru a-și spori capacitățile de ignifugare. Silanii sunt aplicați pe suprafața sa pentru a elimina particulele grosiere și a asigura o distribuție uniformă a dimensiunii particulelor; acest lucru contribuie la îmbunătățirea dispersiei cu diverse materiale și poate ajuta în procesele de dispersie. În cele din urmă, tratamentul la șoc termic sporește și mai mult capacitatea de ignifugare.

În plus față de proprietățile ignifuge, ATH prezintă o stabilitate oxidativă remarcabilă care poate prelungi durata de viață a polimerilor și a altor produse care intră în contact cu acesta. În plus, rezistența sa la migrare în condiții de îmbătrânire la căldură sau umiditate moderate și suprafața sa ridicată contribuie la îmbunătățirea proprietăților mecanice atunci când este amestecat în polimeri.

Materiale plastice

Alumina este un material inert utilizat la fabricarea sticlei sau la acoperirea metalelor pentru a le izola de căldură, precum și pentru a fi topit și turnat în forme. Oxidul de aluminiu poate servi, de asemenea, ca izolator termic în cuptoare și bujii, punctul său de topire ridicat, greutatea specifică scăzută și proprietățile refractare permițând producția de ceramică.

Dură și bio-inertă, ceramica este materialul preferat pentru rulmenții din protezele de șold, implanturile dentare și ranforsarea țesuturilor. În plus, ceramica se găsește în dispozitive medicale precum genunchii artificiali și stenturile, precum și în echipamente de laborator precum cuptoarele cu creuzete și alte instrumente.

Corindonul este o formă de alumină de oxid de aluminiu care se găsește în rubinele și safirele de calitate gemă cu culori profunde, cum ar fi rubinele și safirele din Brazilia și Sri Lanka. Cu toate acestea, culorile lor nu provin din oxid de aluminiu pur, ci conțin urme de impurități, cum ar fi fierul sau titanul, care conferă culorilor lor nuanțele caracteristice. Datorită durității sale, acesta poate fi, de asemenea, transformat în abrazivi pentru unelte de tăiere.

De îndată ce alumina se dizolvă în apă, se formează grupe hidroxil care interacționează cu proteinele pentru a-i crește capacitatea de umectare în comparație cu diferite aliaje metalice și pentru a face din alumină un candidat ideal ca material de acoperire pentru protecția împotriva coroziunii. Alumina este, de asemenea, frecvent utilizată ca aditiv de argilă în cuptoare pentru a produce glazuri dure utilizate ca decorațiuni ceramice și tratamente de anodizare a componentelor din aluminiu.

Oxidul de aluminiu este utilizat în producția de abrazive, ceramică și unele materiale plastice. În plus, poate fi topit și modelat pentru a fi utilizat ca izolație a cuptoarelor, ca piese turnate din metal sau ca învelișuri pentru termocupluri (instrumente de măsurare a temperaturii). Aceste instrumente funcționează prin utilizarea efectului Seebeck: două fire metalice cu temperaturi diferite sunt unite la un capăt prin lipire înainte ca celelalte capete să fie fixate pe o bucată de ceramică sau refractar care împiedică pierderea de căldură din metalul mai rece la capătul mai cald, creând astfel o diferență de potențial electric care poate fi măsurată electronic cu ajutorul unui dispozitiv electronic.