Oxidul de aluminiu

author
6 minutes, 54 seconds Read

Cunoscut sub numele de alfa-alumină în comunitățile de știința materialelor sau alundum (în formă topită) sau aloxit în comunitățile miniere și ceramice, oxidul de aluminiu este utilizat pe scară largă. Producția mondială anuală de oxid de aluminiu în 2015 a fost de aproximativ 115 milioane de tone, din care peste 90% este utilizată la fabricarea aluminiului metalic. Principalele utilizări ale specialităților de oxizi de aluminiu sunt în refractare, ceramică, lustruire și aplicații abrazive. Cantități mari de hidroxid de aluminiu, din care este derivată alumina, sunt utilizate la fabricarea zeoliților, a pigmenților de titaniu pentru acoperire și ca agent ignifug/suprimare a fumului.

Peste 90% din oxidul de aluminiu, denumit în mod normal alumină de topitorie (SGA), produs este consumat pentru producția de aluminiu, de obicei prin procedeul Hall-Héroult. Restul, denumit în mod normal alumină de specialitate, este utilizat într-o mare varietate de aplicații care reflectă inerția, rezistența la temperatură și rezistența electrică.

Materiale de umpluturăEdit

Fiind destul de inert din punct de vedere chimic și alb, oxidul de aluminiu este un material de umplutură favorit pentru materiale plastice. Oxidul de aluminiu este un ingredient comun în produsele de protecție solară și este uneori prezent și în produsele cosmetice, cum ar fi fardurile de obraz, rujurile și lacurile de unghii.

SticlăEdit

Multe formulări de sticlă au ca ingredient oxidul de aluminiu. Sticla aluminosilicată este un tip de sticlă utilizat în mod obișnuit care conține adesea între 5% și 10% alumină.

CatalizăEdit

Oxidul de aluminiu catalizează o varietate de reacții care sunt utile din punct de vedere industrial. În aplicația sa la cea mai mare scară, oxidul de aluminiu este catalizatorul în procesul Claus de conversie a gazelor reziduale de hidrogen sulfurat în sulf elementar în rafinării. Este, de asemenea, util pentru deshidratarea alcoolilor în alchene.

Oxidul de aluminiu servește ca suport catalitic pentru mulți catalizatori industriali, cum ar fi cei utilizați în hidrodesulfurare și în unele polimerizări Ziegler-Natta.

Purificarea gazelorEdit

Oxidul de aluminiu este utilizat pe scară largă pentru a elimina apa din fluxurile de gaze.

AbraziviEdit

Oxidul de aluminiu este utilizat pentru duritatea și rezistența sa. Forma sa naturală, Corundum, este de 9 pe scara Mohs a durității minerale (imediat sub diamant). Este utilizat pe scară largă ca abraziv, inclusiv ca înlocuitor mult mai ieftin al diamantului industrial. Multe tipuri de hârtie abrazivă folosesc cristale de oxid de aluminiu. În plus, reținerea scăzută a căldurii și căldura specifică scăzută îl fac să fie utilizat pe scară largă în operațiunile de șlefuire, în special în cazul sculelor de decupare. Sub formă de aloxit mineral abraziv sub formă de pulbere, este o componentă majoră, alături de siliciu, a „cretei” din vârful tacului folosit la biliard. Pulberea de oxid de aluminiu este utilizată în unele kituri de lustruire și reparare a zgârieturilor pentru CD/DVD-uri. Calitățile sale de lustruire stau, de asemenea, la baza utilizării sale în pasta de dinți. Este, de asemenea, utilizat în microdermoabraziunea, atât în procesul de mașinărie disponibil la dermatologi și esteticieni, cât și ca abraziv dermic manual utilizat conform instrucțiunilor producătorului.

PaintEdit

Articolul principal: Pigment cu efect de alumină

Principii de oxid de aluminiu sunt utilizați în vopsele pentru efecte decorative reflectorizante, cum ar fi în industria auto sau cosmetică.

Fibre compoziteEdit

Oxidul de aluminiu a fost utilizat în câteva materiale fibroase experimentale și comerciale pentru aplicații de înaltă performanță (de exemplu, Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720). Nanofibrele de alumină, în special, au devenit un domeniu de cercetare de interes.

Armură corporalăEdit

Câteva armuri corporale utilizează plăci ceramice de alumină, de obicei în combinație cu un suport de aramidă sau UHMWPE pentru a obține eficacitate împotriva majorității amenințărilor cu pușca. Vestele antiglonț din ceramică de alumină sunt disponibile cu ușurință pentru majoritatea civililor în jurisdicțiile în care sunt legale, dar nu sunt considerate de calitate militară.

Protecție împotriva abraziuniiEdit

Oxidul de aluminiu poate fi cultivat ca un strat pe aluminiu prin anodizare sau prin oxidare electrolitică cu plasmă (a se vedea „Proprietăți” de mai sus). Atât duritatea, cât și caracteristicile de rezistență la abraziune ale stratului de acoperire provin din rezistența ridicată a oxidului de aluminiu, însă stratul poros de acoperire produs prin procedeele convenționale de anodizare cu curent continuu se încadrează într-un interval de duritate C Rockwell 60-70, care este comparabil doar cu aliajele de oțel carbon călit, dar considerabil inferior durității corindonului natural și sintetic. În schimb, în cazul oxidării electrolitice cu plasmă, stratul de acoperire este poros doar pe stratul de oxid de la suprafață, în timp ce straturile inferioare de oxid sunt mult mai compacte decât în cazul procedurilor standard de anodizare în curent continuu și prezintă o cristalinitate mai mare datorită faptului că straturile de oxid sunt refolosite și densificate pentru a obține clustere de α-Al2O3 cu valori de duritate a stratului de acoperire mult mai mari, în jur de 2000 de duritate Vickers.

Producția de oxid de aluminiu în 2005

Alumina este utilizată la fabricarea plăcilor care sunt atașate în interiorul conductelor de combustibil pulverizat și a conductelor de gaze de ardere de la centralele electrice pe cărbune pentru a proteja zonele cu grad ridicat de uzură. Ele nu sunt potrivite pentru zonele cu forțe de impact ridicate, deoarece aceste dale sunt fragile și susceptibile de rupere.

Izolație electricăEdit

Oxidul de aluminiu este un izolator electric utilizat ca substrat (siliciu pe safir) pentru circuite integrate, dar și ca barieră de tunel pentru fabricarea dispozitivelor supraconductoare, cum ar fi tranzistorii cu un singur electron și dispozitivele supraconductoare cu interferență cuantică (SQUID).

Pentru aplicarea sa ca izolator electric în circuite integrate, unde creșterea conformă a unui film subțire este o condiție prealabilă, iar modul de creștere preferat este depunerea stratului atomic, filmele de Al2O3 pot fi preparate prin schimbul chimic dintre trimetilaluminiu (Al(CH3)3) și H2O:

2 Al(CH3)3 + 3 H2O → Al2O3 + 6 CH4

H2O în reacția de mai sus poate fi înlocuit cu ozon (O3) ca oxidant activ și are loc următoarea reacție:

2 Al(CH3)3 + O3 → Al2O3 + 3 C2H6

Filmele de Al2O3 preparate cu ajutorul O3 prezintă o densitate de curent de scurgere de 10-100 de ori mai mică în comparație cu cele preparate cu H2O.

Oxidul de aluminiu, fiind un dielectric cu o bandă interzisă relativ mare, este utilizat ca barieră izolatoare în condensatoare.

AlteleEdit

În iluminat, oxidul de aluminiu transparent este utilizat în unele lămpi cu vapori de sodiu. Oxidul de aluminiu este, de asemenea, utilizat la prepararea suspensiilor de acoperire în lămpile fluorescente compacte.

În laboratoarele de chimie, oxidul de aluminiu este un mediu pentru cromatografie, disponibil în formulări bazice (pH 9,5), acide (pH 4,5 când este în apă) și neutre.

Aplicațiile medicale și de sănătate îl includ ca material în protezele de șold și în pilulele contraceptive.

Este utilizat ca scintilator și dozimetru pentru aplicații de radioprotecție și terapie pentru proprietățile sale de luminescență stimulată optic.

Insolația pentru cuptoarele de înaltă temperatură este adesea fabricată din oxid de aluminiu. Uneori, izolația are procente variabile de siliciu, în funcție de temperatura nominală a materialului. Izolația poate fi fabricată sub formă de pătură, placă, cărămidă și fibre libere pentru diverse cerințe de aplicare.

Pietricele mici de oxid de aluminiu sunt adesea folosite ca cipuri de fierbere în chimie.

Este, de asemenea, folosit pentru a face izolatori pentru bujii.

Utilizând un proces de pulverizare cu plasmă și amestecat cu titania, este acoperit pe suprafața de frânare a unor jante de bicicletă pentru a oferi rezistență la abraziune și uzură.

Cele mai multe ochiuri ceramice de pe undițele de pescuit sunt inele circulare fabricate din oxid de aluminiu.

În forma sa cea mai fină de pulbere (albă), numită Diamantine, oxidul de aluminiu este utilizat ca un abraziv de lustruire superioară în orologerie și ceasornicărie.

.

Similar Posts

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.