Aliuminio oksido kristalai: savybės, naudojimas ir ryšys su korundu bei kitais ištekliais

1) Pagrindiniai rubino ir safyro komponentai yra aliuminio oksidas, kurio spalva skiriasi dėl kitų priemaišų. Rubino sudėtyje yra chromo oksido ir yra raudonos spalvos, o safyro - geležies oksido ir titano oksido bei yra mėlynos spalvos.

2) Pagrindiniame boksito komponente boksitas jo kiekis yra didžiausias. Pramoniniu mastu boksitas išgryninamas į aliuminio oksidą „Bayerprocess“, o po to „Hall-Heroultprocess“ paverčiamas metalu aliuminiu.

3) Dėl šios priežasties metalinis aliuminis nėra lengvai korozuojamas ore. Grynas metalinis aliuminis lengvai reaguoja su ore esančiu deguonimi, sudarydamas tankią plėvelę, dengiančią aliuminio, paveikto oro, paviršių. Ši plėvelė gali užkirsti kelią toliau oksiduoti aliuminį. Šios oksido plėvelės storį ir savybes galima padidinti naudojant procesą, vadinamą anodiniu apdorojimu (apsauga nuo anodinės korozijos).

4) Aliuminis yra geras elektros ir šilumos laidininkas. Dėl savo didelio kietumo aliuminis yra tinkamas naudoti kaip abrazyvinės medžiagos ir pjovimo įrankiai.

5) Jo milteliai dažnai naudojami kaip terpė chromatografijai.

6) 2004 m. Rugpjūčio mėn. JAV 3M dirbantis mokslininkas sukūrė lydinį, sintetinamą iš aliuminio ir retųjų žemių elementų, kad būtų pagamintas sustiprintas stiklas, vadinamas skaidriuoju aliuminiu.

Informacija: Korundo milteliai yra didelio kietumo ir gali būti naudojami kaip abrazyviniai, poliravimo milteliai, aukštos temperatūros sukepinti, vadinami dirbtiniu korundu arba dirbtiniu brangakmeniu, taip pat gali būti naudojami deimantams gaminti mechaniniuose guoliuose ar laikrodžiuose. Aliuminis taip pat naudojamas kaip ugniai atspari medžiaga, naudojama aukštoje temperatūroje, norint pagaminti ugniai atsparias plytas, tiglius, porcelianą, dirbtinius brangakmenius ir kt., Be to, ji yra žaliava aliuminio lydymui. Kalcinant vandenilį, gali susidaryti γ-Al2O3. γ-Al2O3 pasižymi stipria adsorbcija ir kataliziniu aktyvumu, todėl gali būti naudojamas kaip adsorbentas ir katalizatorius. Pagrindinis korundo komponentas yra α-Al2O3. Barelio arba kūgio formos trigonaliniai kristalai. Yra stiklo blizgesys arba deimantų blizgesys. Tankis yra 3,9 ~ 4,1 g / cm3, kietumas 9, lydymosi temperatūra 2000 ± 15 ℃. Jis netirpsta vandenyje, netirpsta rūgštyje ir šarmuose. Atsparumas aukštai temperatūrai.

Bespalviai ir skaidrūs yra vadinami baltuoju nefritu, ryškiai raudoni su trivalenčio chromo pėdsakais - rubinu; ryškiai mėlyna, kurioje yra dvivalenčio geležies, trivalentės geležies arba tetravalentinio titano, vadinama safyru; ryškiai pilkos ir tamsiai juodos spalvos, turinčios nedaug trivalentės geležies, vadinamos korundo milteliais. Jis gali būti naudojamas kaip tiksliųjų instrumentų, deimantų, šlifavimo diskų, poliravimo priemonių, ugniai atsparių medžiagų ir laikrodžių elektros izoliatorių guoliai. Spalvingi gali būti naudojami kaip dekoratyviniai brangakmeniai. Dirbtinis rubino monokristalas gali būti naudojamas lazerinėms medžiagoms gaminti. Be natūralių mineralų, jis gali būti gaunamas tirpinant vandenilį vandenilio-deguonies liepsna.

Aliuminio oksido cheminė formulė yra Al2O3, o molekulinė masė - 101,96. Pagrindinis boksito komponentas. Balti milteliai. Yra įvairių kristalų formų, dažniausios yra α-Al2O3 ir γ-Al2O3. Korundas gamtoje yra α-Al2O3, šešiakampis, glaudžiai supakuotas kristalas. α-Al2O3 lydymosi temperatūra yra 2015 ± 15 ° C, tankis - 3,965 g / cm3, o kietumas - 8,8. Jis netirpsta vandenyje, rūgštyje ar šarmuose. γ-Al2O3 yra kubinis sandarus kristalas, netirpus vandenyje, bet tirpus rūgštyje ir šarmuose, ir tipiškas amfoterinis oksidas. Aliuminio tankis yra 2,7 d/cm3 - tai sudaro maždaug vieną trečiąją plieno tankio.

Sidabriškai baltos spalvos metalas. Lydymosi temperatūra 660 oC. Aliuminis yra labai geras šilumos ir elektros laidininkas, todėl tinka naudoti elektrotechnikos detalių, taip pat įvairių tipų radiatorių gamyboje. Aliuminio gaminių paviršiuje susidaro tanki ir tvirta Al2O3 oksido plėvelė, apsauganti aliuminį nuo korozijos atmosferoje, vandenyje, koncentruotoje azoto ir daugelyje organinių rūgščių bei kitose terpėse. Aliuminio šiluminis laidumas prie 27 oC temperatūros - 237 W/(m•K). Aliumininis laidininkas, turintis tokias pačias laidumo savybes kaip varinis laidininkas, sveria maždaug per pusę mažiau nei pastarasis. Aliuminis yra atsparus korozijai koncentruotose azoto ir sieros rūgštyse, vandenyje, vandens tirpaluose, drėgnose dujose, kai tirpalų pH buo 4 iki 9. Šarminiai tirpalai, kurių pH > 9, greitai suardo aliuminį, sudarydami tirpius aliuminatus. Esant žemai temperatūrai aliuminis netampa trapus, jo atsparumas padidėja. Esant aukštai temperatūrai metalo atsparumas sumažėja. Jei temperatūra nuolatos yra aukštesnė nei 100º C, atsparumas sumažėja gana smarkiai, todėl konstrukcijos kūrimo stadijoje reikia į tai atsižvelgti.

Kai aliuminis reaguoja su ore esančiu deguonimi, susiformuoja labai plonas oksido sluoksnis - tik kelių šimtųjų µm storio. Sluoksnis yra labai tankus ir gerai apsaugo nuo korozijos. Palyginus su kitais metalais, aliuminis turi sąlyginai didelį ilginio išsiplėtimo koeficientą. Profiliams dažnai taikomas suvirinimo metodas. Mašininio apdorojimo metu sunaudojama mažai energijos. Iš esmės, aliuminį galima perdirbti ir panaudoti naujuose gaminiuose neribotai - kokybė nenukenčia. Aliuminio perdirbimo pranašumas aplinkosaugos atžvilgiu yra energijos tausojimas. Perlydant aliuminį sunaudojama tik penki procentai energijos, reikalingos pagaminti naują (pirminį) metalą. Aliuminis buvo apdovanotas nepaprastai daugeliu teigiamų savybių, todėl aliuminis, po geležies, yra plačiausiai vartojamas metalas.

Infografika: aliuminio oksido išsivystymo grandinė nuo boksito iki metalo Al

Saulius įvardija dažniausias sandarumo problemas

tags: #aliuminio #oksido #kristalai #sveitiklis