Alüminyum Oksit Alümina

Alüminyum oksit (Alümina) birçok endüstriyel seramiğin ana malzemesini oluşturur. Yüksek erime noktası, düşük elektrik iletkenliği ve olağanüstü termal stabilite özellikleri ile sert, kırılgan özelliklere sahiptir.

Korindon esas olarak alüminanın (a-Al2O3) korindon-alümina adı verilen kararlı eşkenar dörtgen kristal formlarından oluşur ve eser miktarda krom karakteristik kırmızı tonunu sağlarken demir ve titanyum yakut gibi mavi safir mücevher kalitesindeki çeşitler için mavi safir tonlarına katkıda bulunur.

Metaller

Alüminyum oksit alümina, metal üretiminde ayrılmaz bir malzemedir ve alüminyum metal alaşımları üretmek için kullanılır. Yüksek erime noktası ve mükemmel termal direnç özellikleri nedeniyle fırınlar, seramikler ve fırın astarlarında sıklıkla kullanılır. Alüminyum oksit alümina ayrıca mukavemeti, hafifliği ve balistik özellikleri nedeniyle sivil ve askeri zırh üretiminde de önemli bir rol oynamaktadır.

Alüminyum oksit (alümina), boksit cevherinin bir alümina rafinerisinde rafine edilmesiyle üretilir. Bu işlem genellikle tahminen bir kilometre uzunluğunda, büyük kablolarla güce bağlı yüzlerce indirgeme hücresi içeren büyük dikdörtgen binalarda gerçekleşir; bunlar bir araya geldiğinde nihai ürün olarak korundum veya alüminyum oksit üretir.

Korindon alüminyum oksidin en yaygın formudur ve sertlik açısından elmastan sonra ikinci sıradadır. Korindonun mücevher kalitesindeki formları arasında zengin renklerini krom, demir ve titanyum atomları gibi eser safsızlıklara borçlu olan yakut ve safir bulunur. Korundum, kesici aletlerin yanı sıra yüzeylerinde kullanılan çok sayıda aşındırıcının ana maddesi olarak hizmet eder; Korundum için başka uygulamalar da mevcuttur.

Rafineriler, sentez gazına (sentez yakıtı) hidrokarbon dönüşümü için ototermal reformlama gibi karmaşık termokimyasal ve termomekanik süreçlerde kullanılan endüstriyel refrakterlerin temeli olarak alüminyum oksit alümina kullanmaktadır. Yüksek saflıkta alümina seramikler, bu tür uygulamaların başarılı bir şekilde gerçekleştirilmesi için gereken üstün kimyasal inertliği sağlar.

Alümina, Claus süreci yoluyla elementel kükürt üretimi veya alkenlere dönüştürülen alkollerle ilgili olanlar da dahil olmak üzere, rafinerilerde gerçekleşen reaksiyonları kolaylaştırmak için genellikle bir katalizör olarak kullanılır.

Alümina genellikle çekme mukavemetini, dayanıklılığını ve korozyon direncinin yanı sıra çevresel faktörlere karşı direncini artırmak için çimento ve beton ürünlerine eklenir. Alümina ayrıca yapıştırma gücünü, esnekliği ve kimyasallara karşı direnci artırmak için yapıştırıcılara ve dolgu macunlarına da eklenebilir; ayrıca diş implantları ve protez cihazların üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Korundum

Alüminyum oksit (kimyasal formülü Al2O3 ile de bilinir) çok sayıda uygulama alanına sahip çok amaçlı bir bileşiktir. Metalik alüminyumun yanı sıra endüstriyel seramik üretiminde önemli bir hammadde olarak hizmet eder; ayrıca yakut ve safir gibi değerli taşlar olarak doğal olarak da oluşabilir.

Korundum, karmaşık altıgen yakın paketlenmiş bir yapıya ve bol miktarda oksijen iyonuna sahip bir alüminyum oksittir; üçte ikisi mevcut oktahedral boşlukları doldururken, kalan boşluk, stabilizasyonu için gerekli yük dengeleyici katyonlar olmadan nötr bir yapı oluşturmak için diğer atomlarla bağlanmak üzere Al3 + iyonları tarafından doldurulur.

Doğal korindon magmatik, metamorfik ve tortul kayaçlarda bulunabilir. Birincil kaynağı, yüksek saflıkta alümina tozları (>99,9% Al2O3) veren boksittir; korindon bu kaynak malzemeden Bayer işlemi kullanılarak çıkarılabilir; Avustralya, Brezilya Hindistan Myanmar'da (Burma) büyük yataklar mevcuttur.

Saf korindon, özellikle yüksek saflıkta alümina üretim süreçlerinin bir parçası olarak endüstriyel ortamlarda ve ötesinde aşındırıcı bir malzeme olarak da yaygın şekilde kullanılmaktadır. Sert ve dayanıklı yüzeyi nedeniyle, saf korindon genellikle ilave aşınma direnci için az miktarda karbon, silikon dioksit ve manganez oksit içerir.

Korundum katalizör olarak da kullanılabilir. Su ve diğer polar molekülleri absorbe etmesi, adsorpsiyon kromatografisinde kullanılmasını sağlar; ayrıca katalitik özellikleri hidrojen sülfürden sülfür çıkarmasını, alkolleri dehidre etmesini ve olefinleri izomerize etmesini sağlar.

Korindon kristal yapıları, farklı renklere katkıda bulunan element ikameleri de dahil olmak üzere bileşiminde bulunan safsızlıklar nedeniyle önemli ölçüde değişebilir. Yakut ve safir renklerini, sırasıyla içlerinde bulunan eser miktardaki Fe2+ ve krom iyonlarına borçludur.

Korundum, uygulamasına bağlı olarak çeşitli şekil ve boyutlarda yapılabilen son derece esnek bir malzemedir. Aşındırıcı ürünlerin yanı sıra yüksek sıcaklık direnci ve iyi elektrik yalıtımı özellikleri gerektiren uygulamalar için işlenir. Yapıştırma ve şekillendirme teknikleri sayesinde mükemmel aşınma direnci özelliklerine sahip ince taneli alümina malzeme de üretebilir.

Alev Geciktiriciler

Alüminyum oksit, alev geciktirici olarak çok sayıda uygulamada bulunabilir ve ayrıca elektronik ekipman için kullanılan baskılı devre kartlarında (PCB'ler) bir yalıtkan olarak sıklıkla kullanılır. Alüminyum oksitin bileşenler arasındaki elektrik akımı akışını engelleme özelliği elektrik sistemlerinin güvenliğini ve izolasyonunu sağlarken yalıtım özellikleri kısa devre risklerini ve ürün hasarı risklerini azaltır.

Alev geciktirici özellikleri, ısıyı yavaşça emme ve serbest bırakma yeteneğinden kaynaklanır, böylece ürünlerin yanıcı hale gelmesini önlemeye yardımcı olur. Organik ve halojenli alev geciktiricilerin yerine kullanımı, olumsuz çevresel etkileri nedeniyle aşamalı olarak kaldırılmaktadır.

Daha yaygın olarak ATH olarak adlandırılan Alüminyum Trihidroksit, günümüzde yaygın olarak kullanılan etkili bir alüminyum hidroksit alev geciktiricidir. Parçalandığında zehirli dumanlar yayan halojenli kimyasallara ve ayrıştıklarında yarattıkları çevresel sorunlara etkili bir alternatif sunar. Metal hidroksit bileşikleri toksik değildir ve ısıtıldıklarında suya ve inert oksitlere dönüşürler; ayrıca Polibromlu Bifenil Eterler (PBDE) gibi organo-brom bileşiklerinden daha çevre dostudurlar. Bunlar son birkaç yıldır yangın geciktirici kimyasalların temel dayanağı haline gelmiştir.

Alüminyum oksit alümina, alev geciktirici özelliklerini geliştirmek için üretimi sırasında çok sayıda işleme tabi tutulur. Kaba partikülleri elemek ve homojen bir partikül boyutu dağılımı sağlamak için yüzeyine silanlar uygulanır; bu, çeşitli malzemelerle dispersiyonu iyileştirmeye yardımcı olur ve dispersiyon işlemlerine yardımcı olabilir. Son olarak, termal şok işlemi alev geciktirme kabiliyetini daha da artırır.

Alev geciktirici özelliklerine ek olarak ATH, polimerlerin ve onunla temas eden diğer ürünlerin ömrünü uzatabilecek olağanüstü oksidatif stabilite gösterir. Ayrıca, orta dereceli ısı veya nem yaşlandırma koşullarında migrasyona karşı direnci ve yüksek yüzey alanı, polimerlere karıştırıldığında mekanik özelliklerin iyileştirilmesine yardımcı olur.

Plastikler

Alümina, cam yapımında veya metalleri ısıdan yalıtmak için kaplamada kullanılan, ayrıca eritilerek şekil verilen inert bir malzemedir. Alüminyum oksit, yüksek erime noktası, düşük özgül ağırlığı, seramik üretimine olanak sağlayan refrakter özellikleri ile fırınlarda ve bujilerde termal izolatör olarak da kullanılabilir.

Sert ve biyolojik olarak inert olan seramik, kalça protezleri, diş implantları ve doku takviyelerindeki rulmanlar için tercih edilen malzemedir. Ayrıca seramik, yapay dizler ve stentler gibi tıbbi cihazların yanı sıra pota fırınları ve diğer aletler gibi laboratuvar ekipmanlarında da bulunur.

Korundum, Brezilya ve Sri Lanka'dan gelen yakut ve safirler gibi derin renklere sahip mücevher kalitesindeki yakut ve safirlerde bulunan bir alüminyum oksit alümina formudur. Bununla birlikte, renkleri saf alüminyum oksitten gelmez, bunun yerine renklerine imza tonlarını veren demir veya titanyum gibi eser safsızlıklar içerir. Sertliği nedeniyle kesici takımlar için kesici takım aşındırıcıları haline de getirilebilir.

Alümina suda çözünür çözünmez, çeşitli metalik alaşımlara kıyasla ıslanabilirliğini artırmak için proteinlerle etkileşime giren hidroksil grupları oluşur ve alüminayı korozyon koruyucu kaplama malzemesi olarak ideal bir aday haline getirir. Alümina ayrıca seramik dekorasyon ve alüminyum bileşenler üzerinde anodizasyon işlemleri olarak kullanılmak üzere sert sırlar üretmek için fırınlarda kil katkısı olarak sıklıkla kullanılır.

Alüminyum oksit aşındırıcıların, seramiklerin ve bazı plastiklerin üretiminde kullanılır. Ayrıca, fırın yalıtımı veya metal dökümler veya termokupllar (sıcaklık ölçüm cihazları) için kılıf olarak kullanılmak üzere eritilebilir ve şekillendirilebilir. Bu aletler Seebeck etkisini kullanarak çalışır: farklı sıcaklıklardaki iki metal tel, diğer uçları daha sıcak uçtaki daha soğuk metalden ısı kaybını önleyen bir seramik veya refrakter parçasına tutturulmadan önce bir ucundan lehimli bağlantılarla birleştirilir ve böylece elektronik bir cihaz kullanılarak elektronik olarak ölçülebilen bir elektrik potansiyeli farkı yaratılır.