Aluminiumoxid Aluminiumoxid

Aluminiumoxid (Alumina) utgör kärnmaterialet i många industriella keramer. Det har hårda, spröda egenskaper med hög smältpunkt, låg elektrisk ledningsförmåga och exceptionella egenskaper för termisk stabilitet.

Korund består huvudsakligen av stabila rombohedriska kristallformer av aluminiumoxid (a-Al2O3) som har en stabil kristallform som kallas korund-aluminiumoxid, med spårmängder av krom som ger sin karakteristiska röda nyans medan järn och titan bidrar med blå safirfärger för blå safir ädelstenskvalitetssorter som rubiner.

Metaller

Aluminiumoxid alumina är ett viktigt material vid metallframställning och används för att framställa aluminiummetallegeringar. På grund av sin höga smältpunkt och utmärkta termiska beständighet används den ofta i ugnar, keramik och ugnsfoder. Aluminiumoxid spelar också en viktig roll vid tillverkning av civila och militära pansar tack vare sin styrka, låga vikt och ballistiska egenskaper.

Aluminiumoxid (alumina) framställs genom raffinering av bauxitmalm i ett aluminaraffinaderi. Processen sker vanligtvis i stora rektangulära byggnader som är uppskattningsvis en kilometer långa och som innehåller hundratals reduktionsceller som är anslutna till elnätet via stora kablar; när de kombineras tillsammans producerar de korund eller aluminiumoxid som slutprodukt.

Korund är den mest utbredda formen av aluminiumoxid och den näst hårdaste efter diamant. Bland ädelstenarna i korund finns rubiner och safirer, som får sin färgrikedom från spår av föroreningar som krom-, järn- och titanatomer. Korund används som huvudingrediens i skärverktyg och i många slipmedel som används på dess ytor, men det finns även andra användningsområden för korund.

Raffinaderier använder aluminiumoxiden aluminiumoxid som bas för industriella eldfasta material som används i komplexa termokemiska och termomekaniska processer, t.ex. autotermisk reformering för omvandling av kolväten till syntesgas (syntesbränsle). Aluminiumoxidkeramik med hög renhet ger överlägsen kemisk inertitet som krävs för framgångsrika prestanda i sådana applikationer.

Aluminiumoxid används ofta som katalysator i raffinaderier för att underlätta reaktioner som äger rum där, inklusive de som är relaterade till produktion av elementärt svavel via Claus-processen eller för alkoholer som omvandlas till alkener.

Aluminiumoxid tillsätts ofta i cement- och betongprodukter för att öka deras draghållfasthet, hållbarhet och korrosionsbeständighet samt deras motståndskraft mot miljöfaktorer. Aluminiumoxid kan också tillsättas i lim och tätningsmedel för att öka bindningsstyrkan, elasticiteten och motståndskraften mot kemikalier; dessutom används det ofta vid tillverkning av tandimplantat och proteser.

Korund

Aluminiumoxid (även känd under sin kemiska formel Al2O3) är en allsidig förening med många användningsområden. Den är ett viktigt råmaterial vid tillverkning av metalliskt aluminium och industriell keramik; dessutom kan den förekomma naturligt som ädelstenar, t.ex. rubiner och safirer.

Korund är en aluminiumoxid med en intrikat hexagonal tätpackad struktur och rikligt med syrejoner; två tredjedelar av dessa fyller tillgängliga oktaedriska mellanrum medan återstående utrymme fylls av Al3+ -joner för bindning med andra atomer för att bilda en neutral struktur utan laddningsbalanserande katjoner som krävs för dess stabilisering.

Naturlig korund finns i magmatiska, metamorfa och sedimentära bergarter. Dess primära källa är bauxit som ger aluminiumoxidpulver med hög renhet (>99,9% Al2O3); korund kan utvinnas med Bayer-processen från detta källmaterial; stora fyndigheter finns i Australien, Brasilien Indien Myanmar (Burma).

Ren korund används också ofta som slipmaterial i industriella miljöer och i andra sammanhang, särskilt som en del av tillverkningsprocesser för aluminiumoxid med hög renhet. På grund av sin hårda och slitstarka yta innehåller ren korund ofta små mängder kol, kiseldioxid och manganoxid för ökad slitstyrka.

Korund kan också användas som katalysator. Genom att absorbera vatten och andra polära molekyler kan den användas i adsorptionskromatografi; dessutom gör dess katalytiska egenskaper att den kan avlägsna svavel från svavelväte, dehydratisera alkoholer och isomerisera olefiner.

Korundens kristallstrukturer kan variera avsevärt på grund av föroreningar som finns i dess sammansättning, inklusive elementära substituenter som bidrar med olika färger. Rubiner och safirer har sina färger tack vare spårmängder av Fe2+- respektive kromjoner som finns i dem.

Korund är ett extremt motståndskraftigt material som kan tillverkas i olika former och storlekar beroende på användningsområde. Bearbetas för slipande produkter samt applikationer som kräver hög temperaturbeständighet och goda elektriska isoleringsegenskaper. Genom bindnings- och formningstekniker kan det också producera finkornigt aluminiumoxidmaterial med överlägsna slitstyrkaegenskaper som har utmärkta slitstyrkaegenskaper.

Flamskyddsmedel

Aluminiumoxid används i många applikationer som flamskyddsmedel och ofta som isolator på kretskort (PCB) som används i elektronisk utrustning. Aluminiumoxidens förmåga att blockera elektriska strömflöden mellan komponenter ger säkerhet och isolering av elektriska system samtidigt som dess isolerande egenskaper minskar riskerna för kortslutning och produktskador.

Flamskyddsegenskaperna beror på dess förmåga att långsamt absorbera och avge värme, vilket gör att produkterna inte blir brandfarliga. Dess användning som ersättning för organiska och halogenerade flamskyddsmedel håller gradvis på att fasas ut på grund av deras negativa miljöpåverkan.

Aluminiumtrihydroxid, vanligen kallat ATH, är ett effektivt flamskyddsmedel av aluminiumhydroxid som används i stor utsträckning idag. Det är ett effektivt alternativ till halogenerade kemikalier som avger giftiga ångor när de bryts ned och som skapar miljöproblem vid nedbrytning. Metallhydroxidföreningar är giftfria och bryts ned till vatten och inerta oxider vid upphettning; dessutom är de mer miljövänliga än bromorganiska föreningar som polybromerade bifenyletrar (PBDE). Dessa har blivit grundpelaren för brandskyddskemikalier under de senaste åren.

Aluminiumoxiden alumina genomgår många behandlingar under produktionen för att förbättra dess flamskyddsegenskaper. Silaner appliceras på ytan för att sålla bort grova partiklar och säkerställa en jämn partikelstorleksfördelning; detta bidrar till att förbättra dispersionen med olika material och kan underlätta dispersionsprocesser. Slutligen ökar behandlingen med termisk chock flamskyddsegenskaperna ytterligare.

Förutom flamskyddsegenskaperna har ATH enastående oxidativ stabilitet som kan förlänga livslängden på polymerer och andra produkter som kommer i kontakt med ATH. Dessutom bidrar dess motståndskraft mot migration i åldringsförhållanden med måttlig värme eller fuktighet och höga ytarea till att förbättra de mekaniska egenskaperna när det blandas i polymerer.

Plast

Aluminiumoxid är ett inert material som används för att tillverka glas eller belägga metaller för att isolera dem från värme, samt för att smälta och gjuta i former. Aluminiumoxid kan också fungera som värmeisolator i ugnar och tändstift, med sin höga smältpunkt, låga specifika vikt och eldfasta egenskaper som möjliggör keramisk produktion.

Keramik är hårt och bioinert och är det material som väljs för lager i höftproteser, tandimplantat och vävnadsförstärkningar. Dessutom finns keramik i medicintekniska produkter som konstgjorda knän och stentar samt i laboratorieutrustning som deglar, ugnar och andra verktyg.

Korund är en aluminiumoxidform av aluminiumoxid som finns i rubiner och safirer av ädelstenskvalitet med djupa färger, t.ex. rubiner och safirer från Brasilien och Sri Lanka. Deras färger kommer dock inte från ren aluminiumoxid utan innehåller istället spår av föroreningar som järn eller titan som ger deras färger deras signaturnyanser. På grund av sin hårdhet kan den också formas till slipmedel för skärande verktyg.

Så snart aluminiumoxid löses upp i vatten bildas hydroxylgrupper som interagerar med proteiner för att öka dess vätbarhet jämfört med olika metallegeringar och göra aluminiumoxid till en idealisk kandidat som korrosionsskyddande beläggningsmaterial. Aluminiumoxid används också ofta som lertillsats i ugnar för att producera hårda glasyrer som används som keramisk dekoration och anodiseringsbehandlingar på aluminiumkomponenter.

Aluminiumoxid används vid framställning av slipmedel, keramik och vissa plaster. Dessutom kan det smältas och formas för att användas som ugnsisolering eller metallgjutgods eller mantlar för termoelement (temperaturmätningsinstrument). Dessa instrument fungerar genom att använda Seebeck-effekten: två metalltrådar med olika temperaturer sammanfogas i ena änden med lödfogar innan deras andra ändar fästs vid en bit keramik eller eldfast material som förhindrar värmeförlust från den kallare metallen i den varmare änden och därigenom skapar en elektrisk potentialskillnad som kan mätas elektroniskt med hjälp av en elektronisk enhet.