اکسید آلومینیوم چیست و چه خواص ارزشمندی دارد؟

اکسید آلومینیوم که معمولاً  آلومینا نامیده می شود با دارا بودن پیوند اتمی قوی یونی بین مولکولی دارای ویژگی های بسیار مطلوبی است. این ماده می تواند در چندین فاز بلوری وجود داشته باشد که همه در دمای بالا به پایدارترین فاز آلفای شش ضلعی باز می گردند.

آلومینای فاز آلفا قوی ترین و سخت ترین سرامیک اکسیده است. سختی زیاد ، ویژگی های عالی دی الکتریک ، نسوز بودن و خواص حرارتی خوب  آن را به ماده ای انتخابی برای طیف گسترده ای از کاربردها تبدیل کرده است.

اکسید آلومینیوم با خلوص بالا در اکسیداسیون تا ۱۹۲۵ درجه سانتی گراد قابل استفاده است در برابر حمله همه گازها به جز فلوئور مرطوب مقاومت می کند و در برابر تمام معرف های معمول به جز اسید هیدروفلوئوریک و اسید فسفریک مقاوم است. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

خصوصیات کلیدی اکسید آلومینیوم

• مقاومت در فشار بالا
• سختی قابل توجه
• مقاوم در برابر سایش
• مقاوم در برابر حملات شیمیایی حتی در دمای بالا
• رسانایی گرمایی بالا
•  مقاوم در برابر شوک حرارتی
• درجه نسوزی بالا
•  مقاومت دی الکتریک بالا
•  مقاومت الکتریکی بالا حتی در دمای بالا
• سهولت دسترسی به مواد اولیه با قیمت مناسب

ویژگی شیمیایی اکسید آلومینیوم

اشکال مختلفی از این ترکیب وجود دارد و معمولا دارای دو  شکل بلوری و غیر بلوری می باشد. فرمول شیمیایی اکسید آلومینیوم Al₂O₃ است. این ماده  یک عایق الکتریکی خوب است، به این معنی که برق را هدایت نمی کند و همچنین هدایت حرارتی نسبتاً بالایی دارد. علاوه بر این ، در شکل کریستالی از سختی آن به عنوان ساینده استفاده می کنند. نقطه ذوب بالای آلومینا آن را به یک ماده نسوز خوب برای پوشش وسایل با درجه حرارت بالا مانند کوره حرارتی، کوره های زباله سوز، راکتورهای مختلف و بوته ها  مورد استفاده در آزمایشگاه تبدیل کرده است.

آلومینا دارای کاربرد های مختلفی است که مهمترین مورد در ساخت آلومینیوم فلزی است ، اما مطمئنا این تنها مورد استفاده از آن نیست. اگرچه شاید از آن اطلاع نداشته باشید ، یاقوت سرخ و یاقوت کبود از اکسید آلومینیوم تشکیل شده اند و آن را به عنصری بسیار ارزشمند و قیمتی  تبدیل کرده اند.

 قیمت خرید و فروش اکسید آلومینیوم

تولید سالانه آلومینا ۴۵ میلیون تن است که ۹۰٪ آن برای تولید فلز آلومینیوم توسط فرآیند الکترولیز استفاده می شود. پودر اکسید آلومینیوم یک ماده پر کاربرد در صنایع مختلف است. اکسید آلومینیوم در مقیاس نانو نیز اکنون تولید می شود به همین دلیل پودر آلومینا با قیمت های مختلف در بازار موجود است. در حال حاضر خرید اینترنتی پودر اکسید آلومینیوم نیز امکان پذیر است.

روش تولید اکسید آلومینیوم

مقادیر زیادی آلومینا توسط تجمع هیدروکسید آلومینیوم ، آلومینا تری هیدرات یا (ATH) تولید می شود . هیدروکسید آلومینیوم توسط فرآیند بایر به صورت عمده  تولید می شود. این فرآیند شامل حل کردن  بوکسیت در سود سوزآور و رسوب گیری اکسید آلومینیوم با افزودن بلورهای ریز دانه هیدروکسید آلومینیوم است.

انواع فازهای اکسید آلومینیوم

آلومینا دارای  اشکال مختلف ، α ، χ ، η ، δ ، κ ، θ ، γ ، ρ می باشد. این اشکال در طی عملیات حرارتی هیدروکسید آلومینیوم بوجود می آیند. پایدارترین شکل ترمودینامیکی آن ، α اکسید آلومینیوم است.

آلومینیوم طیف وسیعی از هیدروکسیدها را تشکیل می دهد. بعضی از این ترکیبات بلوری به خوبی مشخص می شوند در حالی که برخی دیگر ترکیبات آمورف نامشخصی هستند. رایج ترین تری هیدروکسیدها gibbsite ، bayerite و nordstrandite هستند، در حالی که رایج ترین فرم های هیدروکسید اکسید بوهمیت و دیاسپور می باشند.

از نظر تجاری مهمترین فرم gibbsite است ، اگرچه بایریت و بوهمیت نیز در مقیاس صنعتی تولید می شوند. هیدروکسید آلومینیوم کاربرد گسترده ای دارد و در بازدارنده های شعله در پلاستیک و لاستیک ، مواد پر کننده و کاغذ ، مواد خمیر دندان ، مواد ضد اسید ، پوشش تیتانیوم و به عنوان ماده اولیه برای تولید ترکیبات آلومینیوم مانند سولفات آلومینیوم ، کلریدهای آلومینیوم ، پلی آلومینیوم کلرید ، نیترات آلومینیوم مورد استفاده قرار می گیرد.

کاربرد پودر اکسید آلومینیوم

آلومینا به دلیل خاصیت تهاجمی خود یک ماده منفجره رایج است که روی فلزات ، شیشه ، چوب و سایر مواد استفاده می شود. تطبیق پذیری و قدرت آن باعث شده است که در بین متخصصان صنایع بسیار محبوب باشد.

آلومینا در دانه هایی با اندازه مختلف خرد می شود و می توانید از آن برای کاربردهای مختلف استفاده کنید و حتی می توانید آن را بازیافت کنید و تا زمانی که شروع به خراب شدن کند آنرا مورد استفاده قرار دهید. سرعت تخریب اکسید آلومینیوم به نوع ماده ای که منفجر می کنید و فشار انفجار بستگی دارد.

آلومینا همچنین از مقاومت و دوام بالایی برخوردار است. می توانید آن را روی انواع فلزات مختلف از جمله تیتانیوم و فولاد ضد زنگ و همچنین سایر موارد استفاده کنید. این ترکیب ماندگاری بالایی نیز دارد  بنابراین اگر آن را به صورت عمده خریداری کنید و بلافاصله از آن استفاده نکنید ، تا مدت زمان زیادی همانگونه بدون خراب شدن باقی میماند.

علاوه بر این  Al₂O₃ هزینه کمتری نسبت به سایر محصولات مانند آن دارد. این ماده در هر بودجه صنعتی قرار می گیرد تا بتوانید پروژه هایی را که باید انجام دهید را به پایان برساند.

مزایا و مضرات اکسید آلومینیوم

آلومینای ذوب شده دارای چندین ویژگی منحصر به فرد است که آن را به گزینه ای عالی نسبت به مواد دیگر تبدیل می کند. این ترکیب اکساینده ای با محتوای آهن کم است که هیچ زنگی در سطوح ایجاد نمی کند. رسوبات زنگ زدگی اغلب می توانند در روندهای بعدی ایجاد مشکل کنند.

Al₂O₃ یک ساینده منفجر کننده است و ماده ساینده سخت تری نسبت به اکثر مواد موجود است که منجر به خرد شدن ذرات کمتری می شود  و درنتیجه به کاهش سطح گرد و غبار کمک می کند.

آلومینا یک ترکیب معمول و طبیعی است که در صنایع مختلف به خصوص در تولید آلومینیوم به کار می رود. این ترکیب در تولید سرامیک اکسید آلومینیوم استفاده می شود. رایج ترین شکل کریستالی آن ،  کوراندوم است که دارای چندین نوع مختلف با کیفیت سنگ های قیمتی است.

بهتر است بدانید:

بیشترین کاربرد  Al₂O₃ در تولید آلومینیوم فلزی است. آلومینیوم فلزی با اکسیژن واکنش می دهد و باعث ایجاد خوردگی  در آن شود. با این حال  هنگامی که آلومینیوم با اکسیژن پیوند داده و اکسید آلومینیوم را تشکیل می دهد ، یک پوشش نازک ایجاد می شود  که از آن در برابر اکسید شدن بیشتر محافظت می کند. این باعث می شود که آلومینیوم دچار خوردگی و کاهش استحکام فلز نشود. ضخامت و سایر خصوصیات لایه اکسید را می توان با استفاده از فرایند آندایزینگ تغییر داد.

متداول ترین شکل کریستالی  آلومینا، کوراندوم است. یاقوت سرخ و یاقوت کبود  شکل های دیگر این ماده می باشد. آنها رنگ مشخص خود را مدیون وجود  ناخالصی ها در ترکیب خود هستند. یاقوت سرخ رنگ قرمز و کیفیت لیزری خود را از اثرات وجود ناخالصی کروم بدست می آورد. یاقوت کبود در رنگ های مختلفی وجود دارد که از ناخالصی های دیگر مانند آهن و تیتانیوم ناشی می شود. سختی انواع مختلف این ترکیبات آنها را برای استفاده به عنوان ساینده و به عنوان اجزای سازنده ابزار برش مناسب می کند.

کاربرد اکسید آلومینیوم در سرامیک سازی

از آلومینا نیز مهندسی سرامیک نیز استفاده می شود. این ماده سخت و مقاوم در برابر سایش است ، در برابر حملات توسط اسید و مواد قلیایی مقاومت می کند ، از استحکام و سختی بالایی برخوردار است و از هدایت حرارتی خوبی برخوردار است که باعث می شود در ساخت انواع محصولات مختلف سرامیکی ارزشمند باشد.

این موارد شامل مواردی مانند عایق های الکتریکی و ولتاژ با درجه حرارت بالا ، قطعات ابزار دقیق برای ماشین های آزمایش حرارتی ، حلقه های مهر و موم ، لوله های لیزر گاز و سایر تجهیزات آزمایشگاهی است. از  Al₂O₃ در تولید زره پوش بالستیک نیز استفاده می شود.

سایر کاربردهای اکسید آلومینیوم

آلومینا از نظر شیمیایی نسبتاً خنثی ، دارای رنگ سفید و نسبتاً غیر سمی می باشد. این ماده در ساخت  پلاستیک ها به عنوان ماده پرکننده عمل می کند. همچنین یک ماده رایج در کرم های ضد آفتاب می باشد. به دلیل سختی و مقاومت بالایی که دارد از آن به عنوان ساینده و به عنوان جایگزینی با قیمت کمتر برای الماس های صنعتی استفاده می شود.

برخی از کیت های پرداخت CD و DVD حاوی اکسید آلومینیوم هستند. همین خصوصیات باعث می شود که ماده خوبی در خمیر دندان باشد. دندانپزشکان از این ترکیب به عنوان یک عامل پرداخت کننده برای از بین بردن لکه های دندان استفاده می کنند.