材料科学の分野ではアルファアルミナ、鉱山やセラミックの分野ではアランダム(溶融状態)またはアロキサイトとして知られており、酸化アルミニウムは広く利用されています。 2015年の世界の酸化アルミニウムの年間生産量は約1億1500万トンで、そのうちの90%以上がアルミニウム金属の製造に使用されています。 特殊酸化アルミニウムの主な用途は、耐火物、セラミック、研磨剤、および研磨用途です。
通常、製錬所用アルミナ(SGA)と呼ばれる酸化アルミニウムの90%以上は、通常、ホール・ヘルト法によるアルミニウムの製造に消費されます。
FillersEdit
Being fairly chemically inertically and white, aluminium oxide is a favored filler for plastics. 酸化アルミニウムは日焼け止めの一般的な成分であり、時にはチーク、口紅、マニキュアなどの化粧品にも含まれます。
ガラスの編集
ガラスの多くの処方は、成分として酸化アルミニウムを持ちます。
触媒編
酸化アルミニウムは、工業的に有用な様々な反応を触媒します。 最も大規模な用途としては、製油所で硫化水素の排ガスを元素状硫黄に変換するクラウスプロセスにおける触媒として、酸化アルミニウムが使用されています。 また、アルコールのアルケンへの脱水にも有用である。
酸化アルミニウムは、水素化脱硫や一部のジーグラー・ナッタ重合で用いられるような、多くの工業触媒の触媒担体として機能する。
ガス精製編
酸化アルミニウムは、ガス流から水を除去するために広く使用されています。
研磨編
酸化アルミニウムはその硬度と強度で使用されています。 自然界に存在するコランダムは、鉱物の硬度のモース硬度9です(ダイヤモンドのすぐ下)。 工業用ダイヤモンドの安価な代替品として、研磨剤として広く使用されています。 多くのサンドペーパーに酸化アルミニウムの結晶が使用されている。 また、保温性が高く、比熱が低いため、研削加工、特にカットオフ工具に広く使われている。 粉末状の研磨鉱物であるアロキサイトとして、シリカとともにビリヤードで使用されるキュー先端の「チョーク」の主成分となっている。 酸化アルミニウムの粉末は、CD/DVDの研磨や傷の修復キットに使用されることもある。 また、歯磨き粉に使用されるのも、その研磨性の高さが理由です。 また、マイクロダーマブレーションでは、皮膚科医やエステティシャンが使用する機械加工と、メーカーの指示に従って使用する手動の皮膚研磨剤として使用されています。
PaintEdit
酸化アルミニウムフレークは、自動車産業または化粧品産業のような反射装飾効果のために塗料に使用されています。
複合繊維編集
酸化アルミニウムは、高性能アプリケーション(例えば、Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720)のいくつかの実験および商業繊維材料に使用されてきました。
Body armorEdit
Some body armors utilize alumina ceramic plates, usually in combination with aramid or UHMWPE backing to achieve effectiveness against most rifle threats.いくつかのボディアーマーは、ほとんどのライフルの脅威に対する効果を達成するために、アラミドまたは UHMWPE バックアップと組み合わせて、アルミナセラミックプレートを利用しています。
摩耗の保護編集
酸化アルミニウムは陽極酸化によってまたはプラズマ電解酸化によってアルミニウムのコーティングとして育つことができます(上記の「特性」を見て下さい)。 皮膜の硬度と耐摩耗性の特性は、いずれも酸化アルミニウムの高い強度に由来しますが、従来の直流陽極酸化法で製造される多孔質皮膜層は、ロックウェル硬度Cが60~70の範囲にあり、硬化炭素鋼合金にのみ匹敵し、天然および合成コランダムの硬度よりかなり劣ります。 その代わりに、プラズマ電解酸化では、コーティングは表面酸化層のみ多孔質であり、下層の酸化層は標準的なDC陽極酸化手順よりもはるかにコンパクトで、酸化層が再溶解され高密度化されてα-Al2O3クラスターが得られるために高い結晶性を示し、コーティング硬度は約2000ビッカース硬度であった。
アルミナは、石炭火力発電所の微粉燃料パイプや排ガスダクトの内部に取り付け、摩耗が激しい場所を保護するタイルの製造に使用されています。
電気絶縁編
酸化アルミニウムは、集積回路の基板(シリコン・オン・サファイア)として、また単一電子トランジスタや超伝導量子干渉素子(SQUID)などの超伝導デバイス製造のトンネル障壁として使用される電気絶縁体である。
集積回路の電気絶縁体としての用途では、薄膜のコンフォーマルな成長が必須条件であり、好ましい成長モードは原子層蒸着法ですが、Al2O3膜はトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)とH2Oとの化学交換によって調製することが可能です。
2 Al(CH3)3 + 3 H2O → Al2O3 + 6 CH4
上記反応におけるH2Oは、活性酸化剤としてオゾン(O3)に置き換えることができ、次の反応が起こる:
2 Al(CH3)3 + O3 → Al2O3 + 3 C2H6
O3を使って準備したAl2O3膜はH2Oを使って準備したものと比較して10〜100倍低いリーク電流密度を示しています。
酸化アルミニウムは比較的大きなバンドギャップを持つ誘電体であるため、コンデンサの絶縁障壁として使用されている
その他 編集
照明では、一部のナトリウム蒸気ランプに透明酸化アルミニウムが使用されている。
化学研究所では、酸化アルミニウムはクロマトグラフィー用の媒体で、塩基性(pH9.5)、酸性(水中ではpH4.5)および中性製剤がある。
健康や医療分野では、人工股関節や避妊薬の材料として使用されています。
放射線防護や治療用途では、光学的に刺激されたルミネセンス特性を利用してシンチレーターや線量計として使用されています。
高温炉用の絶縁体は、しばしば酸化アルミニウムから製造されます。 材料の温度定格によって、断熱材にシリカの割合が異なることもあります。
酸化アルミニウムの小片は、しばしば化学の沸騰チップとして使用されます。
また、スパークプラグ絶縁体を作るために使用されます。
プラズマ溶射でチタニアと混合し、自転車リムのブレーキ面にコーティングし、耐摩耗性を付与します。
釣り竿のセラミックアイの多くは、酸化アルミニウムでできた円形のリングです。
最も細かい粉状(白)の酸化アルミニウムはディアマンティンと呼ばれ、優れた研磨剤として時計製造や時計製造に使用されています。