فهرست مطالب
اکسید آلومینیوم یک ترکیب معمولی و طبیعی است که در صنایع مختلف به ویژه در تولید آلومینیوم استفاده می شود. از این ترکیب در تولید سرامیک های صنعتی استفاده می شود. رایج ترین شکل کریستالی آن، کوراندوم، دارای چندین گونه با کیفیت جواهر نیز می باشد.
جهت کسب اطلاعات درمورد خواص اکسید آلومینیوم، کاربردها، روش تولید و ایمنی آن با ما همراه بمانید.
خرید اکسید آلمینیوم
برای خرید اکسید آلمینیوم با برند ALMTATIS آلمان یا ایرانی میتوانید با ما در ارتباط باشید تا ما بتوانیم جزئیات فنی و نحوه پرداخت و ارسال را تقدیم شما بزرگاوارن بکنیم.
شماره تماس ما:۰۲۱۷۱۰۵۷۲۹۷
اکسید آلومینیوم چیست؟
اکسید آلومینیوم یک ترکیب شیمیایی از آلومینیوم و اکسیژن می باشد و دارای فرمول شیمیایی Al2O3 است. این ماده شایع‌ترین نوع اکسید آلومینیوم است که به طور خاص به عنوان اکسید آلومینیوم III شناخته می‌شود. معمولاً آلومینا نامیده می شود و بسته به اشکال یا کاربردهای خاص ممکن است آلاکسید، آلوکسیت یا آلوندوم نیز نامیده شود. به طور طبیعی در فاز چندشکلی کریستالی آن α-Al2O3 به عنوان کوراندوم معدنی وجود دارد که انواع آن سنگ های قیمتی یاقوت و یاقوت کبود را تشکیل می دهند. Al2O3 در برای تولید فلز آلومینیوم، به عنوان یک ماده ساینده به دلیل سختی آن، و به عنوان یک ماده نسوز به دلیل نقطه ذوب بالای آن، قابل توجه است. اکسید آلومینیوم ماده ای مناسب برای طیف گسترده ای از محصولات و کاربردها است.
آلومینا یک ماده بی‌بو و سفید است که اغلب در سرامیک‌های صنعتی استفاده می‌شود. آلومینا به دلیل خواص برجسته خود به بهبود زندگی کمک کرده است. اکسید آلومینیوم یک ترکیب ناپایدار حرارتی و نامحلول است که به طور طبیعی در کانی‌های مختلف مانند کوراندوم، نوع کریستالی اکسید و بوکسیت که به‌عنوان سنگ معدن آلومینیوم اصلی آن محسوب می‌شود، وجود دارد.
آلومینیوم به آرامی با اکسیژن واکنش می دهد. واکنش کند آن با اکسیژن و نقطه جوش بالای آن نیز آن را برای استفاده در تابه های پخت و پز مناسب می کند. اکسید آلومینیوم در اشکال کریستالی پایدار در دما وجود دارد.
خواص اکسید آلومینیوم
- چگالی: 3.95-4.1 گرم بر سانتی‌متر مکعب
- نقطه ذوب: 2072 درجه سانتی گراد (3762 درجه فارنهایت؛ 2345 کلوین)
- نقطه جوش: ۲۹۷۷ درجه سانتی گراد (۵۳۹۱ درجه فارنهایت؛ ۳۲۵۰ کلوین)
- مقاومت الکتریکی: 1012 – 1013 Ωm
- قدرت مکانیکی: 300 – 630 مگاپاسکال
- مقاومت فشاری: 2000 – 4000 مگاپاسکال
- رسانایی گرمایی: 20 تا 30 وات بر میلی‌کیلومتر
- جرم مولکولی: 101.96 گرم در مول
- تراکم: 95 گرم بر سانتی‌متر مکعب
- ظاهر: جامد
ویژگی های اکسید آلومینیوم
انواع مختلفی از اکسید آلومینیوم وجود دارد که شامل هر دو شکل کریستالی و غیر کریستالی می شود.
اکسید آلومینیوم دارای ویژگی های شیمیایی و فیزیکی شبیه به ترکیبی به نام کوراندوم طبیعی است. ماده ای بسیار سخت است که در برابر هر نوع سایش مقاومت می کند. همچنین یکی از سخت‌ترین ترکیبات موجود است که استفاده از آن را به عنوان یک ماده ساینده امکان‌پذیر می کند. اکسید آلومینیوم به راحتی جریان الکتریکی را هدایت می کند. همچنین در برابر واکنش با اسیدها و بازها در دمای بالا مقاومت می کند. به دلیل نقطه جوش بالا، رسانای حرارتی خوبی است.
نقطه ذوب بالای اکسید آلومینیوم آن را به یک ماده نسوز خوب برای پوشش وسایل با دمای بالا مانند کوره ها، کوره ها، زباله سوزها، راکتورهای انواع مختلف و بوته ها تبدیل می کند.
از اکسید آلومینیوم برای چه مواردی می توان استفاده کرد؟
آلومینا به دلیل کیفیت عالی مکانیکی، شیمیایی و حرارتی خود، با ارائه راه حل های برابر یا بهتر برای تولید و ساخت کم هزینه، از بسیاری از مواد قابل مقایسه متمایز است.
اما کاربردهای اصلی آنها در موارد زیر است:
تولید آلومینیوم
بیشترین کاربرد اکسید آلومینیوم در تولید آلومینیوم فلزی است. آلومینیوم فلزی با اکسیژن واکنش نشان می دهد که می تواند باعث ایجاد خوردگی شود. با این حال، زمانی که آلومینیوم با اکسیژن پیوند می‌یابد و اکسید آلومینیوم را تشکیل می‌دهد، پوشش نازکی ایجاد می‌کند که از آن در برابر اکسیداسیون محافظت می‌کند. این امر از خوردگی و از دست دادن مقاومت آلومینیوم جلوگیری می کند. ضخامت و سایر خواص لایه اکسیدی را می توان با استفاده از فرآیند آنودایز تغییر داد. اکسید آلومینیوم نیز محصولی از فرآیند ذوب آلومینیوم است.
صنعت پزشکی
خواص شیمیایی اکسید آلومینیوم و همچنین سختی و بی اثر بودن آن، آن را به ماده ای مناسب برای کاربردهای مختلف پزشکی از جمله ایمپلنت های بیونیک، تقویت بافت، پروتزها، یاتاقان های تعویض مفصل ران و غیره تبدیل کرده است.
صنعت برق
نقطه جوش و ذوب بالای اکسید آلومینیوم این ترکیب را به گزینه ای عالی برای ساخت عایق کوره های با دمای بالا و همچنین عایق های الکتریکی تبدیل کرده است. آلومینا همچنین به طور گسترده در صنعت ریزتراشه استفاده می شود.
صنعت گوهر
از اکسید آلومینیوم در فرآیند تشکیل یاقوت کبود و یاقوت سرخ استفاده می شود. آلومینا در شکل کریستالی خود یا کوراندوم عنصر پایه برای ایجاد این دو گوهر گرانبها است.
کاربرد صنعتی
از آنجایی که اکسید آلومینیوم از نظر شیمیایی بی اثر است، پرکننده مناسبی برای آجر، پلاستیک و ظروف رسی سنگین است. همچنین اغلب به عنوان جزء ساینده کاغذ سنباده و جایگزینی اقتصادی برای الماس های صنعتی استفاده می شود.
اکسیدهای آلومینیوم همچنین برای تولید قطعات لوله‌کشی مانند زانویی، سه راهی، لوله‌های مستقیم، سیکلون‌های آبی، کاهنده‌ها، نازل‌ها و شیرها استفاده می‌شوند. کاربردهای دیگر عبارتند از تولید ابزارهای ماشینکاری مختلف، ابزارهای برش، غلاف ترموکوپل، پروانه های پمپ مقاوم در برابر سایش و صفحات بافل.
تجهیزات حفاظتی
کیفیت سبک وزن و استحکام اکسید آلومینیوم آن را به گزینه ای عالی برای تقویت زره بدنه و خودرو و همچنین ایجاد بالستیک و پنجره های ضد گلوله از جنس یاقوت کبود مصنوعی تبدیل کرده است.
مواد عایق
اکسید آلومینیوم در صنعت سرامیک به عنوان یک ماده عایق استفاده می شود. سرامیک متخلخل حاصل از آن، در برابر اکثر اسیدها به جز اسید فسفریک و هیدروفلوریک مقاومت بالایی می کند. این سرامیک ها به دلیل بی اثر بودن و این واقعیت که می توان از آنها در بسیاری از کاربردهای فرآیندی استفاده و حتی استفاده مجدد کرد، ترجیح داده می شود.
ساخت
اکسید آلومینیوم به دلیل واکنش پذیری کم با اسیدها و نقطه جوش بالا برای تولید مواد نسوز استفاده می شود. دیرگدازها باید در برابر حرارت، فشار و محیط های اسیدی مقاومت کنند. از اکسید آلومینیوم در ابزار دقیق دستگاه های تست حرارتی استفاده می شود.
صنعت الکترونیک
در صنعت الکترونیک در ساخت قطعات غیرفعال برای اتصال به یکدیگر و در ساخت مقاومت ها و خازن ها استفاده می شود.
پوشش اکسید تیتانیوم
از اکسید آلومینیوم در پوشش اکسید تیتانیوم استفاده می شود، ترکیبی که به عنوان رنگدانه برای رنگ ها و کاغذهای پلاستیکی استفاده می شود. آلومینا به جلوگیری از واکنش های کاتالیزوری بین این محصولات و هوا کمک می کند. از اکسید آلومینیوم در ساخت پرکننده های مورد استفاده در صنعت جوشکاری نیز استفاده می شود.
تجهیزات نظامی و حفاظتی
استحکام اکسید آلومینیوم و ویژگی‌های سبک وزن آن به تقویت زره‌های بدن، مانند سینه‌پال، و همچنین زره خودرو و هواپیما، که بزرگترین بازار آن است، کمک می‌کند. اکسید آلومینیوم همچنین در پنجره های ضد گلوله و بالستیک مصنوعی-سافیر استفاده می شود.
اکسید آلومینیوم چگونه تولید می شود؟
اکسید آلومینیوم اغلب توسط فرآیند بایر تولید می شود که به معنای پالایش بوکسیت برای تولید آلومینا است. معادله شیمیایی برگشت‌پذیر زیر زمینه های فرآیند بایر را توصیف می کند:
ابتدا بوکسیت خرد شده و شسته شده (معمولاً حاوی 30 تا 55 درصد Al2O3) می شود. سپس باید بوکسیت در سود سوزآور حل شود تا دوغابی تشکیل شود و آنرا تا دمای حدود 230 تا 520 درجه فارنهایت (110 تا 270 درجه سانتیگراد) گرم می کنند. سپس برای از بین بردن ناخالصی ها آن را فیلتر می نمایند. که به آن «گل قرمز» گفته می شود.
در مرحله بعد محلول آلومینا (هیدروکسید آلومینیوم) را فیتلر نموده و آنرا به مخازن رسوب‌دهنده منتقل یا پمپ می‌کنند، در اینجا سرد شده و دانه‌دهی می‌کند. در نتیجه کریستال‌های هیدروکسید آلومینیوم جامد تشکیل می شوند. هیدروکسید آلومینیومی ته‌نشین شده درکف مخزن از بین می روند.
سود سوزآور باقیمانده از هیدروکسید آلومینیوم شسته می شود. در آخرین مراحل جهت گرفتن آب حرارت داده می شود. پس از خنک شدن، پودر سفید ریز تولید می شود.
سنگ های قیمتی اکسید آلومینیوم کوراندوم
رایج ترین شکل کریستالی اکسید آلومینیوم کوراندوم است. یاقوت سرخ و یاقوت کبود هر دو اشکال جواهری از کوراندوم هستند. رنگ متمایز آنها به دلیل ناخالصی ها هستند. یاقوت‌ها رنگ قرمز تیره و کیفیت لیزری خود را از ردی از کروم به دست می‌آورند. یاقوت کبود در رنگ های مختلفی وجود دارد که از ناخالصی های دیگر مانند آهن و تیتانیوم می آید. سختی انواع کوراندوم آنها را برای استفاده به عنوان ساینده و به عنوان جزئی در ابزارهای برش مناسب می کند.
آیا اکسید آلومینیوم برای انسان سمی است؟
آلومینیوم فراوانترین نوع فلز در سیاره ما است و به شکل اکسید آلومینیوم یا بوکسیت رایج است. این گونه زمانی تشکیل می شود که آلومینیوم در معرض هوا قرار می گیرد و یک لایه سطحی نازک روی آلومینیوم تشکیل می دهد که آن را در برابر خوردگی مقاوم می کند.
اکسید آلومینیوم یک ترکیب نامحلول آلومینیوم است و تمایلی به ایجاد واکنش سمی حاد ندارد. قرار گرفتن در معرض مزمن می تواند باعث تحریک سلامتی و همچنین برخی از مشکلات سلامت جدی تر شود، اما قرار گرفتن در معرض مزمن با اکسید آلومینیوم در صنعت امروز تقریباً وجود ندارد.
عدم وجود سمیت حاد به غیر از تحریک پوست و سمیت کلی خفیف مزمن اکسید آلومینیوم یکی از جنبه هایی است که این ترکیب را به مناسب ترین و رایج ترین انتخاب در تولید سرامیک های پیشرفته تبدیل می کند.
