Хімічна формула глинозему

Оксид алюмінію (глинозем) - це неорганічна хімічна сполука, що складається з алюмінію і кисню, яка зустрічається в природі у вигляді корунду або бокситів.

Чистий глинозем - це один з декількох оксидів алюмінію, який зустрічається найчастіше. Його отримують шляхом вилуговування з бокситів або з розчинів каустичної соди, що містять гідратований оксид алюмінію.

Хімічна формула

Al2O3 - це хімічна формула глинозему. Два атоми алюмінію з'єднуються з двома атомами кисню, утворюючи цю сполуку, яка у кристалічній формі зазвичай зустрічається як корунд або оксид a-алюмінію. Глинозем - це неорганічний хімічний реагент, який має багато промислових і комерційних застосувань, легко розчиняється як в кислотах, так і в лугах і має вигляд білої твердої речовини з чудовими теплопровідними властивостями, що робить його корисним у багатьох різних галузях промисловості. Глинозем слугує як для електроізоляції, так і як матеріал з відмінною теплопровідністю, що широко використовується в керамічних матеріалах, а також як електричний ізолятор сам по собі! Ключовий компонент керамічних матеріалів, а також володіє різними властивостями, які роблять його використання поширеним у різних галузях промисловості - таким чином, глинозем є неорганічним хімічним реагентом, що має безліч застосувань у різних галузях промисловості!

Глинозем можна видобувати з бокситів за допомогою процесу Байєра, а потім очищати, щоб отримати високочистий матеріал, який використовується в електроніці та сучасних матеріалознавчих галузях. Вогнетривкі матеріали, якими облицьовують високотемпературне обладнання, наприклад, печі та вагранки, також використовують цей матеріал, а його твердість робить його важливим абразивним матеріалом для виробництва наждачного паперу, шліфувальних кругів та ріжучих інструментів.

Інші форми глинозему включають активований і гамма-глинозем, обидва зневоднені для видалення води, з гексагональними кристалами. При нагріванні під час прожарювання ці форми перетворюються на різні поліморфні форми; їхня унікальна кристалічна структура визначає, працюють вони чи ні.

Глинозем можна знайти у багатьох сферах застосування: від абразиву, фільтра та каталізатора в деяких процесах до вогнетривів, ізоляторів та добавок у кераміці. Крім того, глини часто містять його як добавку для підвищення міцності та проникності, а змішування з частинками цирконію або карбіду кремнію підвищує їхню в'язкість.

Глинозем міститься у багатьох споживчих товарах, від зубної пасти і зубних цементів до харчових продуктів як абразивний або диспергуючий агент, а також використовується в медичних процедурах, таких як гемодіаліз. Як і у випадку з будь-яким дрібнодисперсним пилом або порошкоподібною формою речовини, його вдихання може завдати шкоди дихальним шляхам.

Фізичні властивості

Глинозем (CaO3) - це твердий, інертний матеріал з чудовими фізичними властивостями. До них відносяться міцність на розрив, деформацію та розтягнення під тиском і вагою. Глинозем має дуже високу міцність на стиск при низькій температурі плавлення, що дозволяє формувати його в різні форми для різних застосувань. Крім того, глинозем не проводить електричний струм і має чудові властивості термостійкості, що робить його ідеальним матеріалом для ізоляції печей або покриття свічок запалювання.

У природі глинозем зустрічається у вигляді корунду або бокситів і видобувається за допомогою процесу Байєра для подальшого очищення, під час якого з нього виділяють мінерали гідроксиду алюмінію - гіббс, діаспор, беміт і титаніт. Боксити є основним джерелом чистого глинозему, який використовується в промисловості як абразивний матеріал для наждачного паперу, а також як електроізолятор, матеріал для підтримки каталізаторів у вогнетривкій кераміці, каталізаторів фарб, а корундові сапфіри і рубіни ювелірної якості часто містять залізо і титан, які надають їм унікальних відтінків завдяки незначним кількостям, присутнім в їхньому складі.

Альфа-фаза глинозему, що характеризується сильним іонним зв'язком між його складовими атомами, має нерегулярну тригональну структуру решітки Браве, де кожен атом алюмінію заповнює дві третини октаедричного проміжку і одну третину заповнює іонами кисню, що робить цю форму найбільш стабільною формою. Існують також інші кристалічні форми, але всі вони повертаються назад в альфа-фазу при підвищених температурах і знову стають стабільною глиноземною керамікою, яка має чудові механічні властивості з густиною до рівня чистоти 90%.

Глиноземна кераміка має високу стійкість до корозії під впливом води, кислот і лугів, а також високу стійкість до стирання під впливом більшості хімічних речовин і розчинників. Їх вогнетривкість перевищує вогнетривкість більшості оксидних керамік, вони мають найвищу серед них міцність, жорсткість, найкращі діелектричні властивості, не піддаються впливу сірчистої атмосфери, а також не схильні до термічних ударів.

Використання

Глинозем (Al2O3) - це сучасний вогнетривкий матеріал, що належить до групи оксидів технічної кераміки. Має сильні механічні, термічні, електричні та хімічні властивості, а також високу міцність і надзвичайно високу температуру плавлення. Корундова кристалічна форма глинозему є основою для таких дорогоцінних каменів, як рубіни, сапфіри та смарагди, колір яких обумовлений такими елементами, як хром або залізо, що входять до його мінерального складу; глинозем також слугує чудовим полірувальним матеріалом завдяки своєму 8-му рівню твердості.

Інженерна кераміка, виготовлена зі зв'язаного електрокорунду, часто використовується в жорстких умовах, які вимагають вищої зносостійкості, більшої термостійкості та теплопровідності порівняно зі звичайною керамікою. Крім того, інженерна кераміка забезпечує більшу стійкість до хімічних речовин і стирання, ніж природні мінерали, такі як польовий шпат і діоксид кремнію, забезпечуючи більшу стійкість до хімічних речовин і стирання, ніж їхні природні аналоги.

Боксити, які містять 30-55% Al2O3, є основним джерелом глинозему. Видобутий із землі та оброблений за допомогою процесу Байєра - розчинення в каустичній соді перед фільтрацією для видалення домішок - він утворює гідрат глинозему, який може бути додатково перероблений для утворення безводного оксиду алюмінію.

Безводний глинозем може бути подрібнений як на крупні, так і на дрібні частинки для використання у вогнетривах, де дрібні частинки заповнюють порожнечі між більшими частинками для підвищення щільності та зменшення пористості. Глинозем також можна поєднувати з цирконієвою мінеральною сировиною для формування композитів ріжучих інструментів; при змішуванні з магнезією утворюється напівпрозорий глинозем, який використовується у вуличних ліхтарях з натрієвою парою.

Глинозем також можна знайти в термопарах, які використовуються для вимірювання екстремальних температур за допомогою ефекту Зеєбека. Термопара складається з двох металевих дротів, з'єднаних разом і підданих впливу екстремальних температур, тоді як один дріт залишається захищеним алюмінієвою оболонкою; це запобігає виникненню електричного потенціалу, який би заважав зчитуванню сигналів термопари. Інші сфери застосування глинозему включають виготовлення вогнетривів, абразивів і полірування, а також виробництво цеолітів і титанових покриттів, що використовуються для покриття пігментних фарб.

Безпека

Електрокорунд знаходить численні застосування, від абразивів і кераміки до полірування, полірувальних сумішей, полірувальних інструментів, полірувальних сумішей і полірувальних виробів, полірувальних машин, полірувальних сумішей і вогнетривких матеріалів. Глинозем також відіграє невід'ємну роль в антикорозійних металевих покриттях як покриття на металевих підкладках, а також в електронних пристроях, таких як одноелектронні транзистори і надпровідні квантові інтерференційні пристрої, де ізоляційний шар між кремнієм на сапфірових підкладках для одноелектронних транзисторів як ізоляційний шар між шарами кремнію, що використовується на сапфірових підкладках, що містять кремній на сапфірових підкладках, для підвищення корозійної стійкості, діючи в якості ізолятора в електронних пристроях, в яких використовуються електронні компоненти, зібрані на сапфірових підкладках, а також в пристроях на основі надпровідних квантових інтерференції.

Для виробництва глинозему подрібнений і промитий боксит змішують з каустичною содою до утворення суспензії, потім нагрівають приблизно до 530 градусів Цельсія, щоб утворився розчин гідроксиду алюмінію, який потім перекачують у відстійники перед початком реакцій, що дозволяють твердим кристалам оксиду алюмінію рости і, врешті-решт, видаляються з розчину, коли його товщина досягає відповідного рівня.

Працівники, які працюють з глиноземом, повинні використовувати відповідні засоби індивідуального захисту, зокрема окуляри та рукавички, щоб уникнути нещасних випадків або травм, спричинених неналежним поводженням з ним. Вони також повинні знати, де знаходяться аварійні пункти, такі як станції промивання очей і душові кабіни, а також порядок дій у разі розливу або пожежі.

Працівники глиноземного виробництва повинні підтримувати чисте і сухе робоче середовище та уникати вдихання частинок пилу, які можуть викликати подразнення легенів та інші проблеми зі здоров'ям, включаючи бронхіт. Вдихання глинозему становить особливий ризик, оскільки він може потрапляти через носові та горлові канали і з часом може призвести до хронічного промислового бронхіту та легеневого фіброзу.

Вплив глинозему повітрям може викликати подразнення шкіри та дерматит. Тому ті, хто зазнав впливу, повинні мити руки відразу після роботи з ним, а ті, хто працює з цим матеріалом, повинні носити респіратор, щоб убезпечити себе від вдихання його частинок.

Активований електрокорунд слід зберігати в герметичних контейнерах, захищених від вологи, подалі від джерел повітря, таких як вентилятори та вентиляційні отвори, а також подалі від місць, де часто бувають працівники, які використовують хімічні речовини з подібними властивостями, такі як кислоти та луги; його не слід зберігати поруч з такими матеріалами, оскільки це може призвести до їх поглинання та виділення небезпечних газів.