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氧化鋁

2021-07-16 12:27:56

資料專題:氧化鋁基本信息匯總表

氧化鋁Aluminium oxide)是白色固體,是鋁和氧的化合物,分子式為Al2O3。在礦業、制陶業和材料科學上又稱為礬土。常見純度為99.5%和96%。

1961年,通用電氣(GE)生產出了“Lucalox”,壹種用於鈉燈中的透明礬土。

特性

  1. 氧化鋁是壹種白色固體,在礦業、制陶業和材料科學上又被稱為礬土
  2. 氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽,是壹種屬於陶瓷原料之壹,在氧化物中鋁與氧

有強力的鍵結,使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度,其 化學穩定性高且對大部分酸性、 堿性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性

  1. 氧化鋁有許多同質異晶體,目前已知的有10多種,主要有3種晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中結構不同性質也不同,在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉化為α-Al2O3。
  2. 自然界中的剛玉是α形屬於六方最密堆積,熔點,硬度高,不溶於酸堿耐腐蝕,絕緣性好

制備

在鋁礦的主成分鐵鋁氧石中,氧化鋁的含量最高。工業上,鐵鋁氧石經由拜耳法純化為氧化鋁:

  1. 加熱用氫氧化鈉溶解礦石。氧化鐵不溶,二氧化矽溶解為矽酸根(Si(OH)6),氧化鋁溶解為鋁酸根(Al(OH)4)。
Al2O3+3H2O+2NaOH⟶2Na[Al(OH)4]{\displaystyle{\rm{Al_{2}O_{3}+3H_{2}O+2NaOH\longrightarrow 2Na[Al(OH)_{4}]}}}
  1. 過濾,加酸處理,氫氧化鋁沈澱出來,再過濾。
  2. 強熱氫氧化鋁,可得無定形之白色氧化鋁粉末。
2Al(OH)3⟶Al2O3+3H2O{\displaystyle{\rm{2Al(OH)_{3}\longrightarrow Al_{2}O_{3}+3H_{2}O}}}

再由霍爾-埃羅法轉變為鋁金屬。

用途

  1. 紅寶石、藍寶石的主成分皆為氧化鋁,因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色,藍寶石則含有氧化鐵及二氧化鈦而呈藍色。
  2. 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應,生成壹層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露於空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質都能通過壹種稱為陽極處理(陽極防腐)的處理過程得到加強。
  3. 鋁為電和熱的良導體,而氧化鋁則是電與熱的絕緣體。氧化鋁的晶體形態剛玉因為硬度高,適合用作研磨材料及切割工具
  4. 氧化鋁的晶體也可作為磊晶用的基材。
  5. 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。
  6. 2004年8月,在美國3M公司任職的科學家開發出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強化玻璃。
  7. 可以用於高速鐵路列車的緊急剎車裝置(向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力
  8. 多孔高比表面積的氧化鋁稱為活性氧化鋁,常用作催化劑、吸附劑、脫水劑和催化劑載體。
  9. 耐火磚的主要成分

參考資料

Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet(A28440). [2008-03-06]. (原始內容存檔於2011-08-21).

外部鏈接

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