Alümina / alüminyum oksitler

Alümina, kimyasal element alüminyumun oksijen bileşiğidir. Teknik alanda, alümina elektrocorundum (ELK) olarak adlandırılır.

alüminyum oksit

Çıkarma ve sunum

Boksit alüminyum hidroksit, sodyum hidroksit çözeltisinde (Bayer işlemi) sindirim yoluyla elde edilir. Suyun giderilmesiyle, örneğin yakma, sinterleme veya kalsinasyon yoluyla alümina elde edilir.

Alümina preparasyonu ayrıca, gibbsit (hidrargillit) veya boehmitin dikkatlice dehidrasyonu ile de yapılabilir.

Alüminyum oksit, katı roketlerde alüminyum tozunun amonyum perklorat ile yanması sırasında da oluşur.

Saf metal alüminyum, havada depolandıktan sonra korozyondan koruyan ince bir spontan alüminyum oksit katmanına (kendiliğinden pasivasyon) sahiptir. Elektrolitik olarak uygulanan bir alüminyum oksit tabakası sayesinde, gündelik nesnelerin alüminyum yüzeylerine aşırı sert (örneğin Mohs sertliği 9) ve eloksalla korozyona dayanıklı koruyucu bir tabaka sunulur. Bu anotlanmış alüminyum kalitelerinin kullanılması için elektrolitik kondansatörlerin üretimi için.

Global alümina üretimi, 108'teki 2014 milyon tondan 118'teki tahmini 2015 milyon tona yükseldi. En büyük üç alümina üreticisi 2014 Çin (47,8 milyon ton), Avustralya (20,5 milyon ton) ve Brezilya (10,6 milyon ton) idi. USGS, 410'te 2015 USD / ton seviyesinde ortalama alüminyum oksit için ABD'de ortalama ithalat fiyatları verirken, aynı yıldaki boksit için ithalat fiyatları 28 USD / ton olarak gerçekleşti.

Alümina üretiminin bir yan ürünü olarak, aşındırıcı kostik soda ve toksik ağır metaller içeren kırmızı çamur dünya çapında açık depolama alanlarında depolanır veya nehirlere boşaltılır.

özellikleri
modifikasyonlar

Alüminin en önemli modifikasyonları:

kübik γ-Al2O3 (kil, seramik ve alüminyum üretimi için başlangıç ​​malzemesi)
eşkenar dörtgen (trigonal) α-Al2O3 (mineral korindon, safir veya - krom doping için - yakut, aşındırıcı ve alümina seramik olarak bilinir)
Aynı şekilde, β-alümina (β-Al2O3) bilinmektedir, bu tarihsel bir hatadır. Bu, Na2O ve Al2O3 ile Na2Al22O34 (Na2O · 11Al2O3), aynı zamanda Diaoyudaoit mineral adı altında da bilinen kombinasyonudur.

Elektriksel özellikleri

Al2O3 çok iyi bir yalıtkandır ve çok yüksek bir dielektrik 35 kV / mm direncine sahiptir. 20 ° C'deki spesifik direnç, 1012 is m'dir, 1000 ° C'de 107 Ω · m'ye düşer. Göreceli geçirgenlik, 9 MHz'de 10-100'tir, kayıp faktörü 10-4 ile ilgilidir.

Termal özellikleri

Standart koşullar altında, fonon rezonansına bağlı olarak termal iletkenlik, 35,6-39 W · m-1 · K-1 (tek kristal korindon: 40 W · m-1 · K-1, 96 W, m-2 · K-3, yoğun seramikten dolayı nispeten yüksek bir değerdedir. 25 W · m-1 · K-1), azalan sıcaklıkla keskin bir şekilde artar ve 1000 ° C ila yaklaşık 5 W · m-1 · K-1 arasında artan sıcaklıkla azalır.

Genleşme katsayısı 6,5-8,9 · 10-6 K-1 aralığındadır.

Erime sıcaklığı 2072 ° C'dir, bu nedenle yüksek saflıktaki alümina seramiklerin uygulama sıcaklığı 1900 ° C'nin altında olmalıdır.

Kimyasal özellikleri

Al2O3 bir amfoterik tuzdur, yani bir asit olarak (bir baz ile birlikte) veya bir baz olarak (bir asit ile birlikte) reaksiyona girebilir.

Γ-Al2O3 suda çözünmeyen, ancak güçlü asit ve bazlarda higroskopik, beyaz, gevşek bir tozdur. Zaten 800 ° C'den itibaren γ-Al2O3, bazlar gibi asitlerde genellikle çözünmeyen α-Al2O3 olarak değişir.

γ-Al2O3, yüzey yapısı imalat işleminden veya sıcaklığından güçlü bir şekilde etkilenebilen gözenekli bir malzemedir. Kromatografide durağan bir faz olarak kullanılır.

Alüminyum oksit formları çeşitli metal oksitlerle alüminat olur.

Mekanik özellikler

Alüminyum seramiklerin mekanik özellikleri üretilen seramiklerin saflıklarına ve mikro yapılarına bağlıdır. Çeşitlilik ne kadar safsa, özellikler genellikle o kadar iyi elde edilir, ancak bütün üretim süreci o kadar karmaşık olur. Aşağıdaki tabloda listelenen özelliklere ek olarak, alümina seramikleri de çok iyi tribolojik özellikler ve çok iyi sürtünme ve aşınma davranışı ile karakterize edilir:

Kullanım

Dünyadaki 70'in yaklaşık% 120'i yıllık üretim milyon ton 2016 alüminyum oksit, metalik alüminyum üretiminde (Hall-Héroult işlemi) kullanıldı.

Bir alümina seramik substrat üzerinde hibrit devre

Şeffaf alümina seramikten yapılmış yüksek basınç sodyum deşarj tüpleri (bunlar içindeki donuk çubuklardır)

Α-Al2O3'in Mohs sertliği 9 - 9,5 arasındadır ve diğer aletlerin yanı sıra ölçme aletlerinin ve saatlerin taşlarını taşımanın yanı sıra aşındırıcılara da işlenir. Bunun temeli genellikle Alüminum biriktiren Alundum'un yan ürünüdür.

Kalsine alüminler seramiklerde (örn. Evyelerde, otel eşyalarında, kurşun geçirmez giysilerde) veya en geniş anlamıyla parlatma maddeleri olarak (örneğin cam seramik temizleyicilerde, araç bakım ürünlerinde, fren balatalarında, diş macunlarında) kullanılır. Ayrıca, sinterlenmiş a-Al2O3 (sinterlenmiş korindon), fırın astarlarında veya laboratuar ekipmanlarında refrakter malzeme olarak işlev görür.

Az miktarda Cr2O3 veya TiO2 ile kontamine olan korund, taşlar yakut (saat taşları, çizim taşları, yakut lazer) ve safir oluşturur.

Ti2O3 katkılı Al2O3 tekil kristalleri Titan'ın kalbini oluşturur: safir lazer.

γ-Al2O3, bir katalizörün yanı sıra bir adsorban ve katalizör desteği olarak da işlev görür.

Elektrik mühendisliğinde alümina seramik, düşük dielektrik kayıp faktörü nedeniyle dielektrik olarak kullanılır. Ana uygulama alanı, yüksek frekanslı teknolojide şerit hatlarının ve kapasitörlerin gerçekleştirilmesidir. Alüminyum oksit seramik plakalar ayrıca kalın film teknolojisi, ince film teknolojisi ve platin sıcaklığı algılama dirençleri için bir substrat görevi görür (bkz. PT100). Bu seramik malzemenin iyi bir şekilde metalleşebilmesi ayrıca dirençler veya LED'ler gibi elektronik bileşenlerin doğrudan lehimlenmesine de izin verir. Seramik aynı zamanda bir soğutucu olarak da işlev görür. Bu seramik elektronik sistemler metalik ısı emiciler içeren sistemler kadar etkilidir. Tespit gövdelerinin üretimi için alüminyum oksit de kullanılır.

Yüksek dielektrik dayanımı ve 1900 ° C'ye kadar maksimum çalışma sıcaklığı alüminyum oksiti bujiler için ideal yalıtkan yapar.

Alüminyum oksit seramikleri tesis ve makine yapımında, özellikle aşınmaya ve korozyona karşı korunmada kullanılır. Örneğin, taşıma kanalları ve kanalları, tamburlu değirmenler ve karıştırıcılar, sistemlerin ömrünü artırmak için yüksek performanslı seramik karolarla kaplanmıştır. Cam yüzeylerin korozyon direnci, alüminyum oksit kaplamasıyla önemli ölçüde arttırılabilir. Ayrıca plazma kaynağında alüminadan yapılmış nozullar kanıtlanmıştır. Tekerleklerin, yatak burçlarının ve millerin sızdırmaz hale getirilmesi ve düzenlenmesi gibi özel bileşenlerin iyi tribolojik özellikleri nedeniyle, tekstil endüstrisindeki iplik kılavuzları ve kalça eklemi bilyeleri ve tavaları endoprotetikte kanıtlanmıştır. Ayrıca yenilikçi, kayakla atlama yerindeki seramik izlerin kullanılmasıdır.

Yüksek saflıkta, büyük kristalli ve bu nedenle şeffaf alümina seramik, yüksek basınçlı gaz deşarj lambalarının (sodyum buharlı lambalar, metal halojenür lambalar) brülör borularını üretmek için kullanılır. EPROM'lar için ultraviyole şeffaf bir pencere malzemesi olarak kullanılırdı.

En son sinterleme işlemleri, son derece güçlü bir nano ölçekli cam seramik üretimi için alümina kullanımını mümkün kılmaktadır. B. Bilek İzle Gözlükleri.

Al2O3 seramikler son zamanlarda araçların zırhlarında da kullanılmıştır. Seramik karolar bir aramid veya Dyneema kumaşına yapıştırılmıştır. Bu tür zırh, aynı temel ağırlıkta zırh çeliğinin koruyucu etkisinin iki katını sağlar. Seramik, mermiyi parçalar ve aramid elyaflar daha sonra parçaları yakalar.

Al2O3 korundum, yarı kıymetli korundum ve korundum (ELK) olarak bilinen normal korundum olarak pazarlanmaktadır. Bir elektrikli fırında, yaklaşık 2.000 ° C'de yapılır. Elde edilen eriyik kek, DIN tarafından belirlenen tane boyutlarına göre parçalanır ve elenir. Noble corundum, teknikte aşındırıcı tekerlek yapımında aşındırıcı olarak kullanılır. Ayrıca patlatma maddesi olarak ve parlatma tozu olarak da kullanılır.

Diğer alüminler

Üç değerlikli alüminyum oksite ek olarak, düşük oksidasyon durumlarında diğer iki alüminyum oksit, alüminyum (I) oksit ve alüminyum (II) oksit bilinmektedir. Bununla birlikte, bunlar sadece gaz fazındaki yüksek sıcaklıklarda kararlıdır

Alüminyum oksit fiyatları

Alüminyum oksitler için fiyat -> özel metal fiyatları