氧化铝 氧化铝

氧化铝（Alumina）是许多工业陶瓷的核心材料。它具有坚硬、脆性、高熔点、低导电率和优异的热稳定性等特性。

刚玉主要由氧化铝（a-Al2O3）的稳定斜方晶形组成，这种稳定的晶形被称为刚玉-氧化铝，微量的铬提供了其特有的红色色调，而铁和钛则为蓝宝石（如红宝石）提供了蓝色色调。

金属

氧化铝是金属生产中不可或缺的材料，用于生产铝金属合金。由于其熔点高、耐热性能优异，窑炉、陶瓷和炉衬经常使用它。氧化铝还因其强度高、重量轻和弹道特性，在民用和军用装甲生产中发挥着重要作用。

氧化铝（氧化铝）是在氧化铝精炼厂中通过精炼铝土矿生产出来的。这一过程通常在长约一公里的大型矩形建筑内进行，建筑内有数百个通过大型电缆与电源相连的还原室；这些还原室组合在一起，最终产品就是刚玉或氧化铝。

刚玉是最常见的氧化铝，硬度仅次于钻石。宝石级刚玉包括红宝石和蓝宝石，其丰富的色彩得益于铬、铁和钛原子等微量杂质。刚玉是切割工具的主要成分，其表面还使用了许多磨料；刚玉还有其他用途。

炼油厂采用氧化铝作为工业耐火材料的基体，用于复杂的热化学和热机械过程，例如将碳氢化合物转化为合成气（合成燃料）的自热转化过程。高纯度氧化铝陶瓷具有优异的化学惰性，是此类应用取得成功所必需的。

氧化铝经常被用作炼油厂的催化剂，以促进炼油厂中发生的反应，包括通过克劳斯工艺生产元素硫或将醇转化为烯的反应。

氧化铝通常被添加到水泥和混凝土产品中，以提高其抗拉强度、耐久性、耐腐蚀性以及抗环境因素的能力。氧化铝还可添加到粘合剂和密封剂中，以提高粘合强度、回弹性和耐化学性；此外，氧化铝还被广泛用于制造牙科植入物和修复装置。

刚玉

氧化铝（化学式为 Al2O3）是一种用途广泛的化合物，具有多种用途。它是生产金属铝和工业陶瓷的主要原材料，此外，它还可以自然形成宝石，如红宝石和蓝宝石。

刚玉是一种氧化铝，具有复杂的六角形紧密堆积结构和丰富的氧离子；其中三分之二的氧离子填充了可用的八面体间隙，其余空间由 Al3+ 离子填充，与其他原子结合形成中性结构，不含稳定所需的电荷平衡阳离子。

天然刚玉可在火成岩、变质岩和沉积岩中找到。刚玉的主要来源是铝土矿，铝土矿可提炼出高纯度的氧化铝粉末（>99.9% Al2O3）；刚玉可通过拜耳法从铝土矿中提取；主要矿藏位于澳大利亚、巴西、印度和缅甸。

纯刚玉还被广泛用作工业及其他领域的研磨材料，特别是作为高纯氧化铝制造工艺的一部分。由于其表面坚硬耐用，纯刚玉通常含有少量的碳、二氧化硅和氧化锰，以增加耐磨性。

刚玉还可用作催化剂。刚玉可吸收水和其他极性分子，因此可用于吸附色谱法；此外，刚玉的催化特性还使其能够从硫化氢中脱硫、使醇脱水以及使烯烃异构化。

刚玉的晶体结构会因成分中存在的杂质（包括产生不同颜色的元素取代基）而有很大差异。红宝石和蓝宝石的颜色分别归功于其中微量的 Fe2+ 和铬离子。

刚玉是一种极富弹性的材料，可根据用途制成各种形状和尺寸。可用于加工研磨产品，以及需要耐高温和良好电绝缘性能的应用。通过粘合和成型技术，它还可以生产出具有优异耐磨性能的细粒氧化铝材料，从而拥有出色的耐磨特性。

阻燃剂

氧化铝可作为阻燃剂广泛应用于各种领域，还经常被用作电子设备印刷电路板（PCB）的绝缘体。氧化铝能够阻断元件之间的电流流动，确保电气系统的安全和隔离，同时其绝缘性能可降低短路风险和产品损坏风险。

阻燃性能源于其缓慢吸收和释放热量的能力，从而帮助产品避免易燃。由于有机阻燃剂和卤化阻燃剂对环境的负面影响，它们正逐渐被淘汰。

三氢氧化铝（通常称为 ATH）是当今广泛使用的一种高效氢氧化铝阻燃剂。它是卤化化学品的有效替代品，因为卤化化学品在分解时会释放有毒气体，而且分解后还会造成环境问题。金属氢氧化物化合物无毒，加热时会分解成水和惰性氧化物；此外，它们比多溴联苯醚（PBDE）等有机溴化合物更环保。在过去几年中，这些物质已成为阻燃剂的主流。

氧化铝在生产过程中会经过多次处理，以增强其阻燃能力。在其表面涂抹硅烷可筛除粗颗粒，确保粒度分布均匀；这有助于改善与各种材料的分散性，并有助于分散工艺。最后，热冲击处理可进一步提高阻燃能力。

除了阻燃特性外，ATH 还具有出色的氧化稳定性，可延长聚合物和其他与之接触的产品的使用寿命。此外，ATH 在中温或中湿老化条件下的抗迁移性和高比表面积有助于改善混合到聚合物中的机械性能。

塑料

氧化铝是一种惰性材料，可用于制造玻璃或为金属镀膜以隔热，也可熔化和铸造成各种形状。氧化铝还可用作熔炉和火花塞的隔热材料，其熔点高、比重低、耐火特性使其能够用于陶瓷生产。

陶瓷质地坚硬，具有生物惰性，是髋关节置换、牙科植入物和组织加固等轴承的首选材料。此外，陶瓷还可用于人工膝关节和支架等医疗器械以及坩埚炉等实验室设备和其他工具。

刚玉是一种氧化铝，存在于宝石级红宝石和蓝宝石中，颜色深邃，如巴西和斯里兰卡出产的红宝石和蓝宝石。不过，它们的颜色并非来自纯氧化铝，而是含有铁或钛等微量杂质，这些杂质赋予了它们特有的色彩。由于硬度高，氧化铝还可制成切削工具磨料，用于切削工具。

氧化铝溶于水后会形成羟基，羟基会与蛋白质相互作用，从而增加其与各种金属合金的润湿性，使氧化铝成为理想的防腐涂层材料。氧化铝还经常用作窑炉中的粘土掺合料，以生产硬釉，用作陶瓷装饰和铝制部件的阳极氧化处理。

氧化铝可用于生产磨料、陶瓷和某些塑料。此外，它还可以熔化成型，用作熔炉隔热材料、金属铸件或热电偶（温度测量仪器）的护套。这些仪器的工作原理是利用塞贝克效应：将两根温度不同的金属线的一端用焊点连接起来，然后将它们的另一端连接到一块陶瓷或耐火材料上，以防止较冷金属的热量从较热的一端流失，从而产生一个电位差，该电位差可通过电子设备进行电子测量。