Оксид алюминия Глинозем

Оксид алюминия (глинозем) является основным материалом для многих промышленных керамических изделий. Он обладает твердыми, хрупкими свойствами, высокой температурой плавления, низкой электропроводностью и исключительной термостойкостью.

Корунд состоит в основном из устойчивых ромбоэдрических кристаллов глинозема (a-Al2O3), которые имеют стабильную кристаллическую форму, называемую корунд-глинозем. Следы хрома придают ему характерный красный оттенок, а железо и титан придают синий сапфировый оттенок таким драгоценным сортам, как рубины.

Металлы

Оксид алюминия глинозем является неотъемлемым материалом в производстве металлов и используется для получения алюминиевых сплавов. Благодаря высокой температуре плавления и отличным термостойким свойствам его часто используют для изготовления печей, керамики и футеровки печей. Оксид алюминия также играет важную роль в производстве гражданской и военной брони благодаря своей прочности, легкости и баллистическим свойствам.

Оксид алюминия (глинозем) производится путем переработки бокситовой руды на глиноземном заводе. Этот процесс обычно происходит в больших прямоугольных зданиях длиной около километра, в которых расположены сотни восстановительных камер, подключенных к электропитанию через большие кабели.

Корунд - самая распространенная форма оксида алюминия, по твердости уступающая только алмазу. К корунду относятся рубины и сапфиры, которые обязаны своим насыщенным цветом микропримесям, таким как атомы хрома, железа и титана. Корунд служит основным компонентом режущих инструментов, а также многочисленных абразивных материалов, используемых на его поверхности; существуют и другие области применения корунда.

На нефтеперерабатывающих заводах оксид алюминия используется в качестве основы для промышленных огнеупоров, применяемых в сложных термохимических и термомеханических процессах, таких как автотермический риформинг для преобразования углеводородов в синтез-газ (синтез-топливо). Высокочистая алюмооксидная керамика обеспечивает превосходную химическую инертность, необходимую для успешного выполнения подобных задач.

Глинозем часто используется в качестве катализатора на нефтеперерабатывающих заводах для облегчения протекающих там реакций, в том числе связанных с получением элементарной серы по процессу Клауса или превращением спиртов в алкены.

Глинозем часто добавляют в цемент и бетонные изделия для повышения их прочности на разрыв, долговечности и коррозионной стойкости, а также устойчивости к воздействию факторов окружающей среды. Глинозем также можно добавлять в клеи и герметики для повышения прочности сцепления, эластичности и устойчивости к химическим веществам; кроме того, он широко используется при производстве зубных имплантатов и протезов.

Корунд

Оксид алюминия (также известный по химической формуле Al2O3) - универсальное соединение с многочисленными областями применения. Он служит основным сырьем для производства металлического алюминия, а также промышленной керамики; кроме того, он может встречаться в природе в виде драгоценных камней, таких как рубины и сапфиры.

Корунд - это оксид алюминия со сложной гексагональной структурой и большим количеством ионов кислорода, две трети которых заполняют свободные октаэдрические промежутки, а оставшееся пространство заполняется ионами Al3+, которые связываются с другими атомами и образуют нейтральную структуру без катионов, уравновешивающих заряд, необходимых для ее стабилизации.

Природный корунд встречается в магматических, метаморфических и осадочных породах. Его основным источником является боксит, который дает высокочистые порошки глинозема (>99,9% Al2O3); из этого исходного материала корунд можно добывать по технологии Байера; основные месторождения находятся в Австралии, Бразилии Индии Мьянме (Бирме).

Чистый корунд также широко используется в качестве абразивного материала в промышленности и за ее пределами, в частности, в процессах производства высокочистого глинозема. Благодаря своей твердой и прочной поверхности, чистый корунд часто включает в себя небольшое количество углерода, диоксида кремния и оксида марганца для повышения износостойкости.

Корунд также может использоваться в качестве катализатора. Поглощение воды и других полярных молекул позволяет использовать его в адсорбционной хроматографии; кроме того, его каталитические свойства позволяют удалять серу из сероводорода, дегидрировать спирты и изомеризовать олефины.

Кристаллическая структура корунда может значительно различаться из-за примесей, входящих в его состав, в том числе элементарных заместителей, которые придают ему различные цвета. Рубины и сапфиры обязаны своим цветом следовым количествам ионов Fe2+ и хрома, содержащихся в них, соответственно.

Корунд - чрезвычайно упругий материал, который может быть изготовлен в различных формах и размерах в зависимости от области применения. Из него изготавливают абразивные изделия, а также изделия, требующие высокой термостойкости и хороших электроизоляционных свойств. Благодаря методам склеивания и формования из него также можно получить мелкозернистый глиноземный материал с превосходными износостойкими свойствами, обладающий отличными характеристиками износостойкости.

Антипирены

Оксид алюминия находит широкое применение в качестве антипирена, а также часто используется в качестве изолятора на печатных платах (PCB), используемых в электронном оборудовании. Способность оксида алюминия блокировать прохождение электрического тока между компонентами обеспечивает безопасность и изоляцию электрических систем, а его изоляционные свойства снижают риск короткого замыкания и повреждения изделий.

Огнезащитные свойства обусловлены его способностью медленно поглощать и отдавать тепло, что помогает изделиям не воспламеняться. Его использование в качестве замены органических и галогенированных антипиренов постепенно прекращается из-за их негативного воздействия на окружающую среду.

Тригидроксид алюминия, чаще называемый ATH, - это эффективный антипирен на основе гидроксида алюминия, широко используемый в настоящее время. Он представляет собой эффективную альтернативу галогенированным химикатам, которые при распаде выделяют токсичные пары, а также создают экологические проблемы при разложении. Соединения гидроксидов металлов нетоксичны и при нагревании распадаются на воду и инертные оксиды; кроме того, они более экологичны, чем броморганические соединения, такие как полибромированные дифениловые эфиры (PBDE). За последние несколько лет они стали основной частью огнезащитных химикатов.

В процессе производства оксид алюминия подвергается многочисленным обработкам для повышения его огнезащитных свойств. Силаны наносятся на его поверхность для отсеивания крупных частиц и обеспечения равномерного распределения частиц по размерам; это помогает улучшить дисперсию с различными материалами и может способствовать процессам диспергирования. Наконец, обработка термическим шоком еще больше повышает огнезащитные свойства.

Помимо огнезащитных свойств, ATH обладает исключительной окислительной стабильностью, что позволяет продлить срок службы полимеров и других продуктов, контактирующих с ним. Кроме того, устойчивость к миграции в условиях старения при умеренном нагреве или влажности и высокая площадь поверхности помогают улучшить механические свойства при смешивании с полимерами.

Пластмассы

Глинозем - инертный материал, используемый для изготовления стекла или покрытия металлов для их изоляции от тепла, а также для плавления и литья в формы. Оксид алюминия также может служить теплоизолятором в печах и свечах зажигания, а его высокая температура плавления, низкий удельный вес и огнеупорные свойства позволяют производить керамику.

Твердая и биологически инертная, керамика является материалом для подшипников при замене тазобедренного сустава, зубных имплантатов и армирования тканей. Кроме того, керамика используется в медицинских приборах, таких как искусственные колени и стенты, а также в лабораторном оборудовании, например, в тигельных печах и других инструментах.

Корунд - это оксид алюминия, содержащийся в рубинах и сапфирах ювелирного качества с глубокими цветами, например в рубинах и сапфирах из Бразилии и Шри-Ланки. Однако их цвет обусловлен не чистым оксидом алюминия, а следами примесей, таких как железо или титан, которые придают им характерные оттенки. Благодаря своей твердости он также может быть использован для изготовления абразивов для режущих инструментов.

При растворении глинозема в воде образуются гидроксильные группы, которые, взаимодействуя с белками, повышают его смачиваемость по сравнению с различными металлическими сплавами и делают глинозем идеальным кандидатом в качестве антикоррозийного материала для покрытия. Глинозем также часто используется в качестве добавки к глине в печах для получения твердых глазурей, используемых для украшения керамики и анодирования алюминиевых деталей.

Оксид алюминия используется в производстве абразивных материалов, керамики и некоторых пластмасс. Кроме того, его можно расплавить и придать ему форму для использования в качестве изоляции печей, металлических отливок или оболочек для термопар (приборов для измерения температуры). Эти приборы работают за счет использования эффекта Зеебека: две металлические проволоки разной температуры соединяются на одном конце с помощью паяных соединений, а затем их другие концы прикрепляются к куску керамики или огнеупору, который предотвращает потерю тепла от более холодного металла на более горячем конце, создавая тем самым разность электрических потенциалов, которая может быть измерена с помощью электронного устройства.