Känd som alfaaluminiumoxid inom materialvetenskapen eller alundum (i smält form) eller aloxit inom gruv- och keramikbranschen har aluminiumoxid en bred användning. Den årliga världsproduktionen av aluminiumoxid uppgick 2015 till cirka 115 miljoner ton, varav över 90 % används för tillverkning av aluminiummetall. De viktigaste användningsområdena för specialiserade aluminiumoxider är eldfasta material, keramik, polering och slipmedel. Stora mängder aluminiumhydroxid, från vilken aluminiumoxid härrör, används vid tillverkning av zeoliter, beläggning av titanoxidpigment och som brandhämmande/rökdämpande medel.
Över 90 % av den producerade aluminiumoxiden, som normalt benämns Smelter Grade Alumina (SGA), förbrukas för tillverkning av aluminium, vanligen genom Hall-Héroult-processen. Resten, som normalt kallas specialaluminiumoxid, används i en mängd olika tillämpningar som återspeglar dess inerthet, temperaturbeständighet och elektriska beständighet.
FyllmedelRedigera
Auktoroxid är relativt kemiskt inert och vit, och är därför ett populärt fyllmedel för plaster. Aluminiumoxid är en vanlig ingrediens i solskyddsmedel och förekommer ibland även i kosmetika som rouge, läppstift och nagellack.
GlasEdit
Många formuleringar av glas har aluminiumoxid som ingrediens. Aluminosilikatglas är en vanligt förekommande glastyp som ofta innehåller 5-10 % aluminiumoxid.
KatalysEdit
Aluminiumoxid katalyserar en mängd olika reaktioner som är användbara industriellt. I sin mest omfattande tillämpning är aluminiumoxid katalysatorn i Claus-processen för omvandling av vätesulfidavgaser till elementärt svavel i raffinaderier. Den är också användbar för dehydrering av alkoholer till alkener.
Aluminiumoxid fungerar som katalysatorstöd för många industriella katalysatorer, t.ex. de som används vid väteavsvavling och vissa Ziegler-Natta-polymeriseringar.
GasreningEdit
Aluminiumoxid används ofta för att avlägsna vatten från gasströmmar.
SlipmedelEdit
Aluminiumoxid används för sin hårdhet och styrka. Dess naturligt förekommande form, korund, är 9 på Mohs skala för mineralhårdhet (strax under diamant). Den används i stor utsträckning som slipmedel, bland annat som ett mycket billigare substitut för industridiamant. Många typer av sandpapper använder aluminiumoxidkristaller. Dessutom gör dess låga värmeupptagningsförmåga och låga specifika värme att den används i stor utsträckning vid slipning, särskilt i avverkningsverktyg. Som det pulverformiga slipmineralet aloxit är det tillsammans med kiseldioxid en viktig beståndsdel i den krita som används vid biljardspel. Aluminiumoxidpulver används i vissa cd- och dvd-poleringssatser för reparation av repor och repor. Dess poleringsegenskaper ligger också bakom användningen i tandkräm. Det används också i mikrodermabrasion, både i den maskinella process som finns tillgänglig hos hudläkare och estetiker, och som ett manuellt hudskrapmedel som används enligt tillverkarens anvisningar.
PaintEdit
Aluminiumoxidflingor används i färg för reflekterande dekorativa effekter, t.ex. inom bil- eller kosmetikaindustrin.
KompositfiberEdit
Aluminiumoxid har använts i ett fåtal experimentella och kommersiella fibermaterial för högpresterande tillämpningar (t.ex. Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720). Särskilt nanofibrer av aluminiumoxid har blivit ett forskningsområde av intresse.
KroppspansarEdit
En del kroppspansar använder keramiska aluminiumoxidplattor, vanligen i kombination med aramid- eller UHMWPE-bakgrund för att uppnå effektivitet mot de flesta hot med gevär. Aluminiumoxidkeramikpansar är lätt tillgängliga för de flesta civila i jurisdiktioner där det är lagligt, men anses inte vara av militär kvalitet.
SlitageskyddRedigera
Aluminiumoxid kan odlas som en beläggning på aluminium genom anodisering eller plasmaelektrolytisk oxidation (se ”Egenskaper” ovan). Både beläggningens hårdhet och nötningsbeständighet beror på aluminiumoxidens höga hållfasthet, men det porösa beläggningsskiktet som framställs med konventionella anodiseringsmetoder med likström ligger inom ett 60-70 Rockwell-hårdhetsområde C som endast är jämförbart med härdade kolstålslegeringar, men betydligt sämre än hårdheten hos naturlig och syntetisk korund. Med plasmaelektrolytisk oxidation är beläggningen i stället porös endast på det ytliga oxidskiktet, medan de lägre oxidskikten är mycket mer kompakta än vid vanliga likströmsanodiseringsförfaranden och uppvisar en högre kristallinitet på grund av att oxidskikten smälts om och förtätats för att erhålla α-Al2O3-kluster med mycket högre beläggningshårdhetsvärden kring 2000 Vickershårdhet.
Alumina används för att tillverka plattor som fästs inuti pulveriserade bränsleledningar och rökgaskanaler på koleldade kraftverk för att skydda områden med högt slitage. De är inte lämpliga för områden med höga slagkrafter eftersom dessa plattor är spröda och känsliga för brott.
Elektrisk isoleringRedigera
Aluminiumoxid är en elektrisk isolator som används som substrat (kisel på safir) för integrerade kretsar, men också som tunnelbarriär för tillverkning av supraledande anordningar, t.ex. enelektrontransistorer och supraledande kvantinterferensanordningar (SQUIDs).
För dess tillämpning som elektrisk isolator i integrerade kretsar, där konform tillväxt av en tunn film är en förutsättning och det föredragna tillväxtsättet är atomskiktsdeposition, kan Al2O3-filmer framställas genom kemiskt utbyte mellan trimetylaluminium (Al(CH3)3) och H2O:
2 Al(CH3)3 + 3 H2O → Al2O3 + 6 CH4
H2O i ovanstående reaktion kan ersättas med ozon (O3) som aktivt oxidationsmedel och följande reaktion äger då rum:
2 Al(CH3)3 + O3 → Al2O3 + 3 C2H6
Al2O3-filmerna som framställts med hjälp av O3 uppvisar en 10-100 gånger lägre läckströmstäthet jämfört med de som framställts med H2O.
Aluminiumoxid, som är ett dielektrikum med relativt stor bandgap, används som en isolerande barriär i kondensatorer.
ÖvrigtRedigera
I belysning används genomskinlig aluminiumoxid i vissa natriumdamplampor. Aluminiumoxid används också vid beredning av beläggningssuspensioner i kompakta lysrörslampor.
I kemilaboratorier är aluminiumoxid ett medium för kromatografi, som finns i basiska (pH 9,5), sura (pH 4,5 i vatten) och neutrala formuleringar.
Hälso- och medicinska tillämpningar inkluderar det som material i höftproteser och p-piller.
Det används som scintillator och dosimeter för strålskydds- och behandlingstillämpningar på grund av dess optiskt stimulerade luminescensegenskaper.
Insolering för högtemperaturugnar tillverkas ofta av aluminiumoxid. Ibland har isoleringen varierande procentandelar kiseldioxid beroende på materialets temperaturklassning. Isoleringen kan tillverkas i form av filtar, brädor, tegelstenar och lösa fibrer för olika tillämpningskrav.
Små bitar av aluminiumoxid används ofta som kokspån i kemi.
Det används också för att tillverka isolatorer för tändstift.
Med hjälp av en plasmasprutningsprocess och blandat med titanoxid beläggs den på bromsytan på vissa cykelfälgar för att ge nötnings- och slitstyrka.
De flesta keramiska ögonen på fiskespön är cirkulära ringar tillverkade av aluminiumoxid.
I sin finaste pulverform (vit), som kallas diamantin, används aluminiumoxid som ett överlägset slipmedel för polering inom klocktillverkning och klocktillverkning.