写的AZoM2001年2月6日
氧化铝(Al2O3.)或氧化铝是最多才多艺的耐火陶瓷氧化物之一，发现在广泛的应用。
它在自然界中以金刚砂、黄玉、紫水晶和绿宝石的形式被发现，也以红宝石和蓝宝石的形式被发现，但它是从更丰富的矿石，如铝土矿、冰晶石和粘土中提取和纯化的物质。
刚玉以菱形晶体的形式存在，具有六方结构。单位胞体为一个边长5.2Å，平面角~55°的锐角菱形。正是铝原子和氧原子紧密地包裹在这种结构中，导致了其良好的机械和热性能。
提取路线
提取和纯化氧化铝最常见的工艺是拜耳工艺。这个过程的第一步是将研磨好的铝土矿混合到氢氧化钠溶液中。通过在装有混合物的容器中施加蒸汽和压力，铝土矿慢慢溶解。释放的氧化铝与氢氧化钠反应生成铝酸钠。当容器中的物质通过其他容器后，压力和温度降低，杂质被除去，铝酸钠溶液被放置在一个特殊的容器中，氧化铝被沉淀出来。沉淀物从槽中取出，清洗，并在窑中加热，以驱除任何存在的水。残留物是商业纯氧化铝。
其他提取工艺包括用苏打对铝土矿进行热成因处理，以及通过氯化物或硫酸盐从偏高岭土中提取氢氧化铝。
用这些方法生产氧化铝的收率可达到90%。
对于高级陶瓷用途，这些工艺生产的氧化铝需要进一步净化。这通常是通过铵铝重结晶来实现的。
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关键属性
下面列出了不同纯度等级氧化铝的典型物理和机械性能
表1。氧化铝的典型物理性质
| 财产 |
价值 |
| 熔点(°C) |
2015±15 |
| 折射率 |
1.765 |
| 分子wt (g.mol－1） |
101.96 |
| ΔGf生成自由能(kJ.mol－1） |
-1582.4 |
表2。典型的物理和机械性能为86%至99.9%氧化铝
| 财产 |
氧化铝年级 |
| 86% |
94% |
97.5% |
99.5% |
99.9% |
recry 99%。* |
伟人* * |
| 密度(.gcm－3） |
3．5 |
3．7 |
3.78 |
3.89 |
3．9 |
3．9 |
3.985 |
| 介电常数 |
8．5 |
9．2 |
9．5 |
|
9 - 10.1 |
9 - 10.1 |
7.5 - 10.5 |
绝缘强度
(kVmm－1） |
28 |
|
30 - 43 |
|
10 - 35 |
10 - 35 |
17 |
| 体积电阻率Ohm.cm |
> 1014 |
> 1014 |
> 1014 |
> 1014 |
> 1014 |
> 1014 |
> 1016 |
热导率
(Wm－1K－1） |
15 |
20. |
24 |
26 |
28-35 |
28-35 |
41.9 |
热膨胀系数
(20 - 1000°C x10－6K－1） |
7 |
7．6 |
8．1 |
8．3 |
8 |
8 |
5．8 |
比热
(JK－1公斤－1） |
920 |
900 |
|
850 |
|
|
753 |
| 抗压强度(MPa) |
1800 |
2000 |
1750 - 2500 |
|
2200 - 2600 |
2200 - 2600 |
2100 |
| 断裂模量(MPa) |
250 |
330 |
|
262 |
320 - 400 |
|
260 |
硬度
(维氏kgf.mm－2） |
|
|
1500 - 1600 |
|
1500 - 1650 |
1500 - 1650 |
2500 - 3000 |
* recrystallised
* *蓝宝石
应用程序
有了这样的组成和性能范围，氧化铝陶瓷找到了广泛的应用。一些主要的应用领域可以按表3所示进行分组。
表3。一系列氧化铝的应用实例
| %艾尔2O3. |
晶粒尺寸 |
孔隙度 |
应用领域 |
| > 99.6 |
细 |
关闭 |
电气工程、生物医学 |
| > 99.8 |
细 |
零 |
灯管,光 |
| > 99.6 * (recrystallised) |
媒介 |
关闭 |
高温使用 |
| 95 - 99.5 |
细 |
关闭 |
通用电气工程 |
| 80 - 95 |
细 |
关闭 |
低负荷电器(火花塞) |
| 90 - 99.6 |
很好/粗 |
开放 |
过滤介质 |
| 80 - 90 |
很好/粗 |
开放 |
磨料 |
高温和恶劣环境
它的高自由生成能使氧化铝在化学上稳定和耐火，因此它在containme中找到了用途耐腐蚀性和高温环境。
耐磨、耐腐蚀
高硬度的氧化铝赋予磨损和耐磨性，因此它被用于各种应用，如管道和容器，泵的耐磨衬里水龙头密封件、螺纹、导丝等。
生物医学
高纯度氧化铝也被用作骨科植入物，特别是在髋关节置换手术中。
金属切削工具
氧化铝的高“热”硬度使得它可以作为金属切削的刀尖(尽管在这种情况下，具有更高性能的氧化铝基复合材料更常见)和磨料。
铣削媒体
氧化铝被广泛用于磨粉介质的粒度还原过程。
微波组件
高介电常数加上低介电损耗，特别是在高频下，导致许多微波应用，包括高功率器件和波导的窗口。
电绝缘材料
高的体积电阻率和介电强度使氧化铝成为一种优秀的电气绝缘体，可应用于电子器件的基材和连接器，以及低负荷应用，如汽车火花塞的绝缘体
第一作者:Lucideon
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