Óxido de alumínio

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Known como alumina alfa em comunidades científicas de materiais ou alundum (na forma fundida) ou aloxite nas comunidades mineiras e cerâmicas o óxido de alumínio encontra amplo uso. A produção mundial anual de óxido de alumínio em 2015 foi de aproximadamente 115 milhões de toneladas, mais de 90% das quais são utilizadas na fabricação de metal de alumínio. As principais utilizações dos óxidos de alumínio especiais são em refractários, cerâmicas, polimentos e aplicações abrasivas. Grandes tonelagens de hidróxido de alumínio, do qual deriva a alumina, são utilizadas na fabricação de zeólitos, no revestimento de pigmentos de titania e como retardador de fogo/supressor de fumaça.

Superior a 90% do óxido de alumínio, normalmente denominado Smelter Grade Alumina (SGA), produzido é consumido para a produção de alumínio, geralmente pelo processo Hall-Héroult. O restante, normalmente chamado de alumina especial é utilizado em uma grande variedade de aplicações que refletem sua inércia, resistência à temperatura e resistência elétrica.

FillersEdit

Sendo bastante inerte quimicamente e branco, o óxido de alumínio é um filler preferido para plásticos. O óxido de alumínio é um ingrediente comum nos protectores solares e por vezes está também presente em cosméticos como o blush, batom e esmaltes.

GlassEdit

Muitas formulações de vidro têm o óxido de alumínio como ingrediente. O vidro de aluminossilicato é um tipo de vidro comumente usado que frequentemente contém 5% a 10% de alumina.

CatalysisEdit

Oxido de alumínio catalisa uma variedade de reações que são úteis industrialmente. Na sua aplicação em maior escala, o óxido de alumínio é o catalisador no processo Claus para a conversão de gases residuais de sulfureto de hidrogénio em enxofre elementar nas refinarias. Também é útil na desidratação de álcoois para alcenos.

Óxido de alumínio serve como suporte catalisador para muitos catalisadores industriais, como os utilizados na hidrogenodessulfurização e algumas polimerizações Ziegler-Natta.

Purificação de gásEditar

Óxido de alumínio é amplamente utilizado para remover água de correntes de gás.

AbrasivoEditar

Óxido de alumínio é utilizado pela sua dureza e resistência. A sua forma natural, Corundum, é um 9 na escala Mohs de dureza mineral (logo abaixo do diamante). É amplamente utilizado como um abrasivo, inclusive como um substituto muito menos caro para o diamante industrial. Muitos tipos de lixas usam cristais de óxido de alumínio. Além disso, sua baixa retenção de calor e seu baixo calor específico o tornam amplamente utilizado em operações de moagem, particularmente em ferramentas de corte. Como o aloxite mineral abrasivo em pó, é um componente importante, juntamente com a sílica, da ponta do taco “giz” usado em bilhares. O pó de óxido de alumínio é utilizado em alguns kits de polimento e reparo de arranhões em CD/DVD. Suas qualidades de polimento também estão por trás de seu uso em pasta de dente. Também é usado em microdermoabrasão, tanto no processo de máquina disponível através de dermatologistas e esteticistas, quanto como um abrasivo dérmico manual usado de acordo com as instruções do fabricante.

PintEdit

Artigo principal: Pigmento de efeito de alumina

Os flocos de óxido de alumínio são usados em tintas para efeitos decorativos reflexivos, como na indústria automotiva ou cosmética.

Fibra compostaEdit

Oxido de alumínio tem sido usado em alguns poucos materiais de fibra experimentais e comerciais para aplicações de alto desempenho (por exemplo, Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720). As nanofibras de alumina em particular tornaram-se um campo de pesquisa de interesse.

Corpo armaduraEditar

Algumas couraças utilizam placas cerâmicas de alumina, geralmente em combinação com o suporte de aramida ou UHMWPE para alcançar eficácia contra a maioria das ameaças de espingarda. A armadura cerâmica de alumina está facilmente disponível para a maioria dos civis em jurisdições onde é legal, mas não é considerada de grau militar.

Proteção contra abrasãoEdit

Óxido de alumínio pode ser cultivado como revestimento em alumínio por anodização ou por oxidação eletrolítica de plasma (veja as “Propriedades” acima). Tanto a dureza como as características de resistência à abrasão do revestimento têm origem na alta resistência do óxido de alumínio, mas a camada de revestimento poroso produzida com procedimentos convencionais de anodização por corrente contínua está dentro de uma faixa de dureza C de Rockwell 60-70, que é comparável apenas às ligas de aço carbono temperado, mas consideravelmente inferior à dureza do coríndon natural e sintético. Em vez disso, com a oxidação eletrolítica de plasma, o revestimento é poroso apenas na camada superficial de óxido, enquanto as camadas inferiores de óxido são muito mais compactas do que com procedimentos de anodização DC padrão e apresentam uma maior cristalinidade devido ao fato das camadas de óxido serem refundidas e densificadas para obter os clusters α-Al2O3 com valores de dureza de revestimento muito mais elevados, cerca de 2000 dureza Vickers.

Saída de óxido de alumínio em 2005

Alumina é utilizada para a fabricação de telhas que são fixadas dentro de linhas de combustível pulverizado e condutas de gás de combustão em centrais elétricas a carvão para proteger áreas de alto desgaste. Não são adequados para áreas com elevadas forças de impacto, pois estas telhas são quebradiças e susceptíveis à quebra.

Isolamento eléctricoEditar

Óxido de alumínio é um isolante eléctrico utilizado como substrato (silício sobre safira) para circuitos integrados mas também como barreira de túnel para a fabricação de dispositivos supercondutores como transístores de electrões simples e dispositivos supercondutores de interferência quântica (SQUIDs).

Para sua aplicação como isolante elétrico em circuitos integrados, onde o crescimento conformado de uma película fina é um pré-requisito e o modo preferido de crescimento é a deposição da camada atômica, as películas de Al2O3 podem ser preparadas pela troca química entre o trimetilalumínio (Al(CH3)3) e o H2O:

2 Al(CH3)3 + 3 H2O → Al2O3 + 6 CH4

H2O na reação acima pode ser substituído por ozônio (O3) como o oxidante ativo e a seguinte reação então ocorre:

2 Al(CH3)3 + O3 → Al2O3 + 3 C2H6

Os filmes de Al2O3 preparados usando O3 mostram uma densidade de corrente de fuga 10-100 vezes menor em comparação com aqueles preparados por H2O.

O óxido de alumínio, sendo um dieléctrico com uma abertura de banda relativamente grande, é utilizado como barreira isolante em condensadores.

OutrosEdit

Em iluminação, o óxido de alumínio transparente é utilizado em algumas lâmpadas de vapor de sódio. O óxido de alumínio também é usado na preparação de suspensões de revestimento em lâmpadas fluorescentes compactas.

Em laboratórios de química, o óxido de alumínio é um meio para cromatografia, disponível em formulações básicas (pH 9,5), ácidas (pH 4,5 quando em água) e neutras.

As aplicações médicas e de saúde incluem-no como material em próteses da anca e pílulas anticoncepcionais.

É usado como cintilador e dosímetro para protecção contra a radiação e aplicações terapêuticas pelas suas propriedades luminescentes estimuladas opticamente.

O isolamento para fornos de alta temperatura é muitas vezes fabricado a partir de óxido de alumínio. Por vezes o isolamento tem percentagens variáveis de sílica, dependendo da classificação de temperatura do material. O isolamento pode ser feito em manta, placa, tijolo e formas de fibra soltas para vários requisitos de aplicação.

Peças pequenas de óxido de alumínio são frequentemente usadas como cavacos de ebulição em química.

Também é usado para fazer isoladores de velas de ignição.

Usando um processo de spray de plasma e misturado com titânio, é revestido na superfície de travagem de alguns aros de bicicleta para proporcionar resistência à abrasão e ao desgaste.

A maioria dos olhos cerâmicos nas varetas de pesca são anéis circulares feitos de óxido de alumínio.

Na sua forma mais fina em pó (branco), chamada Diamantine, o óxido de alumínio é usado como um abrasivo de polimento superior na relojoaria e na relojoaria.

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