在α型氧化鋁的晶格中,氧離子為六方緊密堆積,Al3+對稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心,晶格能很大,故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高.α型氧化鋁不溶于水和酸,工業(yè)上也稱鋁氧,是制金屬鋁的基本原料;也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實(shí)驗(yàn)儀器;還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等;高純的α型氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料;還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基.
γ型氧化鋁
γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得,工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積,Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。γ型氧化鋁不溶于水,能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液,將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁.γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì),每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米,活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無色或微帶粉紅的圓柱型顆粒,耐壓性好.在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體;在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑,還用于色層分析;在實(shí)驗(yàn)室是中性強(qiáng)干燥劑,其干燥能力不亞于五氧化二磷,使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復(fù)使用。
世界上用拜耳法生產(chǎn)的氧化鋁要占到總產(chǎn)量的90%以上,氧化鋁大部分用于制金屬鋁,用作其它用途的不到10%。
電解氧化鋁
工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)電解鋁的主要工藝過程是一個(gè)熔鹽電化學(xué)過程,用簡單的化學(xué)式可表示如下:
熔鹽電解
主反應(yīng):Al₂O₃+2C ——————→ 2Al+CO₂↑+CO↑ ⑴
陽極 960~990℃陰極
副反應(yīng):AlF₃+C→Al+CF₃ ⑵
3NaFAlF₃+C →Al+NaF+CF₄+F₂ ⑶
NaF+C → Na+CF₄ ⑷
β型氧化鋁
還有一種β-Al₂O₃,它有離子傳導(dǎo)能力(允許Na通過),以β-鋁礬土為電解質(zhì)制成鈉-硫蓄電池。由于這種蓄電池單位重量的蓄電量大,能進(jìn)行大電流放電,因而具有廣闊的應(yīng)用前景。這種電池負(fù)極為熔融鈉,正極為多硫化鈉(Na₂Sx),電解質(zhì)為β-鋁礬土(鈉離子導(dǎo)體)
這種蓄電池使用溫度范圍可達(dá)620~680K,其蓄電量為鉛蓄電池蓄電量的3~5倍。用β-Al₂O₃陶瓷做電解食鹽水的隔膜生產(chǎn)燒堿,有產(chǎn)品純度高,公害小的特點(diǎn)。
磨料氧化鋁
氧化鋁適用于多種干濕處理工藝,可將任何工件的粗糙表面打磨精細(xì),
是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的磨料之一。這種尖銳有菱角的人工合成磨料具有僅次于金剛石的硬度,尤其適合對鐵質(zhì)污染有嚴(yán)格要求時(shí)使用。用于最粗糙的切割,也可制成卵石形對尺寸精密的工件進(jìn)行處理,來達(dá)到極低的粗糙度。由于它的高密度、尖銳、菱 角結(jié)構(gòu),因此它是目前最快速的切割磨料之一。
氧化鋁通過電熔高質(zhì)礬土礦來制造棕剛玉的,而高質(zhì)鋁酸鹽用來生產(chǎn)粉剛玉和白剛玉。它們的天然晶體結(jié)構(gòu)使其硬度高,切割性能快。同時(shí)它們經(jīng)常用作固結(jié)磨具和涂附磨具的原料。
氧化鋁可多次循環(huán)利用,循環(huán)次數(shù)和材料等級及具體工藝過程有關(guān),大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)磨料噴砂設(shè)備均可使用。
適用工業(yè)范圍:航空航天業(yè)、汽車業(yè)、消費(fèi)品加工、鑄造/壓鑄、OEM分銷商、半導(dǎo)體工業(yè)等不同領(lǐng)域。
適用工藝范圍:表面電鍍、油漆,上釉和涂裝聚四氟乙烯前的預(yù)處理;鋁和合金制品去毛刺,去鍋垢;模具清理;金屬噴砂前預(yù)處理;干磨和濕磨;精密光學(xué)折射;礦物質(zhì),金屬,玻璃和晶體的研磨;玻璃雕刻和油漆添加劑。
活性氧化鋁
技術(shù)指標(biāo)
活性氧化鋁外觀:活性氧化鋁為白色球狀多孔性顆粒,粒度均勻,表面光滑,機(jī)械強(qiáng)度大,吸濕性強(qiáng),吸水后不脹不裂保持原狀,無毒、無臭、不溶于水、乙醇,對氟有很強(qiáng)的吸附性,主要用于高氟地區(qū)飲用水的除氟。
活性氧化鋁對氣體、水蒸氣和某些液體的水分有選擇吸附本領(lǐng)。吸附飽和后可在約175-315℃加熱除去水而復(fù)活。吸附和復(fù)活可進(jìn)行多次。除用作干燥劑外,還可從污染的氧、氫、二氧化碳、天然氣等中吸附潤滑油的蒸氣。并可用作催化劑和催化劑載體和色層分析載體。
活性氧化鋁在一定的操作條件和再生條件下,該產(chǎn)品的干燥深度高達(dá)露點(diǎn)溫度-70度以下。
陶瓷作用
氧化鋁分為煅燒氧化鋁和普通工業(yè)氧化鋁,煅燒氧化鋁是生產(chǎn)仿古磚的必備原料,而工業(yè)氧化鋁則可用于生產(chǎn)微晶石,在傳統(tǒng)釉料中,氧化鋁常用作增白。由于仿古磚和微晶石受到了市場青睞,氧化鋁的用量也是逐年增長。
因此,氧化鋁陶瓷在陶瓷行業(yè)中應(yīng)運(yùn)而生--氧化鋁陶瓷是一種以Al₂O₃為主要原料,以剛玉為主晶相的陶瓷材料.因其具有機(jī)械強(qiáng)度高,硬度大,高頻介電損耗小,高溫絕緣電阻高,耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜合技術(shù)性能等優(yōu)勢。
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