Aluminijev oksid Aluminijev oksid

Aluminijev oksid (aluminijev oksid) je osnovni material za številne industrijske keramike. Ima trde, krhke lastnosti z visokim tališčem, nizko električno prevodnostjo in izjemno toplotno stabilnostjo.

Korund je sestavljen predvsem iz stabilnih romboedričnih kristalnih oblik aluminijevega oksida (a-Al2O3), ki ima stabilno kristalno obliko, imenovano korund-aluminij, s sledovi kroma, ki zagotavlja značilen rdeč odtenek, medtem ko železo in titan prispevata modre safirne odtenke za modre safirje, kot so rubini.

Kovine

Aluminijev oksid aluminijev oksid je sestavni material v proizvodnji kovin in se uporablja za proizvodnjo aluminijevih kovinskih zlitin. Zaradi visokega tališča in odličnih lastnosti toplotne odpornosti se pogosto uporablja v pečeh, keramiki in oblogah peči. Aluminijev oksid aluminij ima zaradi svoje trdnosti, lahkih lastnosti in balističnih lastnosti tudi pomembno vlogo pri proizvodnji civilnih in vojaških oklepov.

Aluminijev oksid (aluminijev oksid) se pridobiva z rafiniranjem boksitove rude v rafineriji aluminijevega oksida. Ta postopek običajno poteka v velikih pravokotnih stavbah, dolgih približno en kilometer, v katerih je na stotine redukcijskih celic, ki so z velikimi kabli povezane z električno energijo; ko se te združijo, kot končni izdelek nastane korund ali aluminijev oksid.

Korund je najbolj razširjena oblika aluminijevega oksida, po trdoti pa je na drugem mestu za diamantom. Med dragocenimi oblikami korunda so rubini in safirji, ki svoje bogate barve dolgujejo nečistočam, kot so atomi kroma, železa in titana. Korund je glavna sestavina rezalnih orodij in številnih abrazivov, ki se uporabljajo na njegovih površinah; korund se uporablja tudi za druge namene.

V rafinerijah se aluminijev oksid aluminijev oksid uporablja kot osnova za industrijske ognjevzdržne materiale, ki se uporabljajo v kompleksnih termokemičnih in termomehanskih procesih, kot je avtotermični reforming za pretvorbo ogljikovodikov v sintezni plin (sintezno gorivo). Keramika iz aluminijevega oksida visoke čistosti zagotavlja vrhunsko kemijsko inertnost, ki je potrebna za uspešno izvajanje takšnih aplikacij.

Aluminij se pogosto uporablja kot katalizator v rafinerijah, da olajša reakcije, ki potekajo v rafinerijah, vključno s tistimi, ki so povezane s proizvodnjo elementarnega žvepla po Clausovem postopku ali s pretvorbo alkoholov v alkene.

Aluminij se pogosto dodaja cementnim in betonskim izdelkom, da se poveča njihova natezna trdnost, trajnost in odpornost proti koroziji ter odpornost proti okoljskim dejavnikom. Aluminij se lahko dodaja tudi lepilom in tesnilnim masam, da se poveča trdnost vezi, prožnost in odpornost proti kemikalijam; poleg tega se pogosto uporablja pri izdelavi zobnih vsadkov in protetičnih pripomočkov.

Korund

Aluminijev oksid (znan tudi po kemijski formuli Al2O3) je vsestranska spojina s številnimi uporabami. Je ključna surovina za proizvodnjo kovinskega aluminija in industrijske keramike, poleg tega pa se v naravi pojavlja tudi kot dragi kamni, kot so rubini in safirji.

Korund je aluminijev oksid z zapleteno heksagonalno strukturo z veliko kisikovih ionov; dve tretjini jih zapolnjujeta razpoložljive oktaedrične vrzeli, preostali prostor pa zapolnjujejo ioni Al3+, ki se vežejo z drugimi atomi in tvorijo nevtralno strukturo brez kationov, potrebnih za stabilizacijo naboja.

Naravni korund najdemo v magmatskih, metamorfnih in sedimentnih kamninah. Njegov glavni vir je boksit, iz katerega se pridobiva prah aluminijevega oksida visoke čistosti (>99,9% Al2O3); korund se lahko iz tega izvornega materiala pridobiva po Bayerjevem postopku; večja nahajališča so v Avstraliji, Braziliji, Indiji, Mjanmaru (Burmi).

Čisti korund se pogosto uporablja tudi kot abrazivni material v industriji in drugod, zlasti kot del proizvodnih postopkov za pridobivanje aluminijevega oksida visoke čistosti. Čisti korund zaradi svoje trde in trpežne površine pogosto vsebuje majhne količine ogljika, silicijevega dioksida in manganovega oksida za večjo odpornost proti obrabi.

Korund se lahko uporablja tudi kot katalizator. Ker absorbira vodo in druge polarne molekule, se lahko uporablja v adsorpcijski kromatografiji; poleg tega zaradi svojih katalitičnih lastnosti omogoča odstranjevanje žvepla iz vodikovega sulfida, dehidracijo alkoholov in izomerizacijo olefinov.

Kristalne strukture korunda se lahko zelo razlikujejo zaradi nečistoč, ki so prisotne v njegovi sestavi, vključno z elementarnimi substituenti, ki prispevajo k različnim barvam. Rubini in safirji dolgujejo svoje barve sledovom Fe2+ oziroma kromovih ionov, ki se nahajajo v njih.

Korund je izjemno prožen material, ki ga je mogoče izdelati v različnih oblikah in velikostih, odvisno od njegove uporabe. Obdelan je za abrazivne izdelke ter aplikacije, ki zahtevajo visoko temperaturno odpornost in dobre elektroizolacijske lastnosti. S tehnikami lepljenja in oblikovanja lahko izdela tudi drobnozrnati material iz aluminijevega oksida z odličnimi lastnostmi odpornosti proti obrabi, ki ima odlične lastnosti odpornosti proti obrabi.

zaviralci gorenja

Aluminijev oksid se pogosto uporablja kot zaviralec gorenja, pogosto pa se uporablja tudi kot izolator na ploščah s tiskanim vezjem (PCB), ki se uporabljajo za elektronsko opremo. Sposobnost aluminijevega oksida, da blokira tokove električnega toka med komponentami, zagotavlja varnost in izolacijo električnih sistemov, njegove izolacijske lastnosti pa zmanjšujejo tveganja kratkega stika in poškodb izdelkov.

lastnosti zaviralca gorenja izhajajo iz njegove sposobnosti, da počasi absorbira in sprošča toploto ter tako pomaga izdelkom, da ne postanejo vnetljivi. Njegova uporaba kot nadomestek organskih in halogeniranih zaviralcev gorenja se postopoma opušča zaradi njihovega negativnega vpliva na okolje.

Aluminijev trihidroksid, pogosteje imenovan ATH, je učinkovit zaviralec gorenja iz aluminijevega hidroksida, ki se danes pogosto uporablja. Predstavlja učinkovito alternativo halogeniranim kemikalijam, ki pri razgradnji oddajajo strupene hlape in povzročajo okoljske težave pri razgradnji. Spojine kovinskih hidroksidov niso strupene in pri segrevanju razpadejo na vodo in inertne okside; poleg tega so okolju prijaznejše od organskih spojin, kot so polibromirani bifenil etri (PBDE). Ti so v zadnjih nekaj letih postali temeljna kemikalija za zaviranje gorenja.

Aluminijev oksid aluminijev oksid je med proizvodnjo večkrat obdelan, da se izboljšajo njegove lastnosti zaviranja gorenja. Na njegovo površino se nanesejo silani, da se izločijo grobi delci in zagotovi enakomerna porazdelitev velikosti delcev; to pomaga izboljšati disperzijo z različnimi materiali in lahko pomaga pri disperzijskih postopkih. Obdelava s toplotnim šokom dodatno poveča sposobnost zaviranja gorenja.

Poleg lastnosti zaviranja gorenja ima ATH tudi izjemno oksidativno stabilnost, ki lahko podaljša življenjsko dobo polimerov in drugih izdelkov, ki pridejo v stik z njim. Poleg tega njegova odpornost proti migraciji v pogojih staranja pri zmerni vročini ali vlagi in velika površina pripomoreta k izboljšanju mehanskih lastnosti, ko je primešan polimerom.

Plastika

Aluminij je inertni material, ki se uporablja pri izdelavi stekla ali premazovanju kovin za toplotno izolacijo ter taljenju in ulivanju v oblike. Aluminijev oksid lahko služi tudi kot toplotni izolator v pečeh in vžigalnih svečah, njegovo visoko tališče, nizka specifična teža in ognjevarne lastnosti pa omogočajo proizvodnjo keramike.

Keramika je trda in biološko inertna ter je najprimernejši material za ležaje v kolčnih nadomestkih, zobnih vsadkih in tkivnih ojačitvah. Keramiko najdemo tudi v medicinskih pripomočkih, kot so umetna kolena in stenti, ter v laboratorijski opremi, kot so lončene peči in druga orodja.

Korund je aluminijev oksid, ki ga najdemo v rubinih in safirjih draguljske kakovosti z globokimi barvami, kot so rubini in safirji iz Brazilije in Šrilanke. Vendar njihove barve ne izvirajo iz čistega aluminijevega oksida, temveč vsebujejo sledove nečistoč, kot sta železo ali titan, ki dajeta barvam značilne odtenke. Zaradi svoje trdote ga je mogoče oblikovati tudi v abrazive za rezalna orodja.

Ko se aluminijev oksid raztopi v vodi, nastanejo hidroksilne skupine, ki v interakciji z beljakovinami povečajo njegovo omočljivost v primerjavi z različnimi kovinskimi zlitinami, zato je aluminijev oksid idealen kandidat za premazni material za zaščito pred korozijo. Aluminijev oksid se pogosto uporablja tudi kot primesi gline v pečeh za izdelavo trdih glazur za uporabo v keramični dekoraciji in za anodizacijo aluminijastih komponent.

Aluminijev oksid se uporablja v proizvodnji abrazivov, keramike in nekaterih vrst plastike. Poleg tega ga je mogoče stopiti in oblikovati v obliko za uporabo kot izolacijo peči ali kovinskih ulitkov ali plaščev za termočlene (instrumente za merjenje temperature). Ti instrumenti delujejo z uporabo Seebeckovega učinka: dve kovinski žici različnih temperatur sta na enem koncu povezani s spajkanimi spoji, nato pa sta njuna druga konca pritrjena na kos keramike ali ognjevzdržnega materiala, ki preprečuje izgubo toplote iz hladnejše kovine na vročem koncu, s čimer se ustvari razlika električnih potencialov, ki jo je mogoče elektronsko izmeriti z elektronsko napravo.