Alumiinioksidin kemiallinen koostumus on monimutkainen, ja siihen kuuluu erilaisia polymorfisia muotoja, jotka voidaan muuntaa suuren pinta-alan omaaviksi muodoiksi l\u00e4mp\u00f6muuntumisprosesseissa, kuten b\u00f6hmiitiss\u00e4 ja bayeriitissa.<\/p>\n
Termisess\u00e4 hajoamisessa syntyy lamellimaista tai kuitumaista g-Al2O3:a, joiden morfologia riippuu niiden valmistuksessa k\u00e4ytetyst\u00e4 l\u00e4ht\u00f6aineesta.<\/p>\n
Alumiinihydraatti (Al(OH)3) on valkoinen, hienoksi jauhettu aine, jonka kemiallinen kaava on Al(OH)3. Sit\u00e4 valmistetaan Bayer-prosessin avulla bauksiittimalmista, ja se on haju- ja mauton, v\u00e4h\u00e4n liukeneva ja l\u00e4mp\u00f6stabiili, mik\u00e4 tekee siit\u00e4 eritt\u00e4in monipuolisen raaka-aineen, jolla on monia k\u00e4ytt\u00f6kohteita useilla teollisuudenaloilla Al2O3:n l\u00e4hteen\u00e4.<\/p>\n
Gibbsiitti (-Al(OH)3), bayeriitti (-Al(OH)3), doyleiitti ja nordstrandiitti ovat alumiinioksiditrihydroksidi Al(OH)3:n nelj\u00e4 polymorfia, joita tavallisesti tavataan luonnossa; kaikki ovat sukua toisilleen ja niill\u00e4 on samankaltaiset rakenteet; niiden morfologiat eroavat kuitenkin merkitt\u00e4v\u00e4sti toisistaan ja vaikuttavat niiden ominaisuuksiin, ja niiden viskositeetti vaihtelee hiukkaskokojakauman mukaan; niiden morfologioita voidaan kuitenkin hallita l\u00e4mp\u00f6k\u00e4sittelyll\u00e4, jotta saavutetaan tietty viskositeetti tiettyj\u00e4 sovelluksia varten.<\/p>\n
Alumiinihydraatin palonsuojaominaisuudet perustuvat sen kykyyn vapauttaa vesih\u00f6yry\u00e4 korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa, mik\u00e4 j\u00e4\u00e4hdytt\u00e4\u00e4 materiaaleja, laimentaa palavia kaasuja ja hidastaa palon levi\u00e4mist\u00e4. T\u00e4m\u00e4 saavutetaan luomalla happea ja muita palavia kaasuja sitova este, joka vaikeuttaa n\u00e4iden molekyylien p\u00e4\u00e4sy\u00e4 pintaan ja palamista.<\/p>\n
Alumiinihydraattien hapenottokyky on hyvin alhainen ja niiden reaktiivisuus eri kaasujen, kuten rikkidioksidin, rikkivedyn, hiilimonoksidin ja typen oksidien kanssa on korkea. N\u00e4iden ominaisuuksien ansiosta ne voivat korvata rikkioksidia ihanteellisesti monissa sovelluksissa, kuten pyrotekniikassa ja kaasupurkauslampuissa.<\/p>\n
Alumiinihydraatteja k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n esiasteina aktivoidun alumiinioksidin (AA) valmistuksessa. Aktivoitu alumiinioksidi on teollisuustuote, joka valmistetaan alumiinioksidin hydroksidien ja oksyhydroksidien termisell\u00e4 hajoamisella. Sit\u00e4 k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n useilla teollisuudenaloilla, erityisesti paperissa t\u00e4yteaineena tai p\u00e4\u00e4llystyspigmenttin\u00e4 ja l\u00e4\u00e4kkeiss\u00e4 apuaineena. Erilaisilla valmistustekniikoilla saadaan erilaisia huokoisia alumiinioksideja, joilla on ainutlaatuiset ominaisuudet ja k\u00e4ytt\u00f6mahdollisuudet; esimerkiksi bayeritea kalsinoimalla saadaan (111)-spinellitasoja, kun taas Al(OH)3:n kalsinoinnilla saadaan heksakoordinoidut Al3+-ionit.<\/p>\n
Alhaisen sulamispisteens\u00e4 ansiosta alumiinioksidilla on erinomaiset palonesto-ominaisuudet. Se voi auttaa est\u00e4m\u00e4\u00e4n liekkien levi\u00e4mist\u00e4 muovimateriaaleissa tai suojaamaan palovaurioille alttiita alueita levi\u00e4miselt\u00e4. Lis\u00e4ksi alumiinioksidin \u00f6ljynimeytyskyky tekee siit\u00e4 sopivan hiilivetypitoisten liekkien torjunta-aineen; lis\u00e4ksi siit\u00e4 on tullut korvaamaton lis\u00e4aine voiteluaineissa koneiden hajoamisen v\u00e4ltt\u00e4miseksi.<\/p>\n
Alumiinioksidi on runsaasti esiintyv\u00e4 luonnonmineraali, jota tuotetaan lopputuotteena Bayer-prosessissa, jossa alumiinia uutetaan bauksiitista, yleens\u00e4 saostamalla liukoisia alumiinihydroksideja vedest\u00e4 tai reagoimalla alumiinioksiditrihydraatti alkalimetallihydroksidien kanssa muodostaen b\u00f6hmiittia, joka on eritt\u00e4in metastabiili ja huonosti kiteytynyt aine, jossa Al3+ -ionit ymp\u00e4r\u00f6iv\u00e4t mikrohuokoisia oksyhydroksideja em\u00e4ksisess\u00e4 v\u00e4liaineessa (31). 27Al MAS NMR osoittaa, ett\u00e4 Al3 + ja Al3 +:n v\u00e4lill\u00e4 on useita koordinaatiotasoja, ja koordinaatiokuvioita on useita (31); g-Al2O3:n BET-pinta-ala on noin 275m2g-1 (41).<\/p>\n
Termisesti hajonnut alumiinioksidi voi muodostua erilaisiksi polymorfoiksi. Yleisi\u00e4 esimerkkej\u00e4 ovat gibbsiitti (my\u00f6s hydrargiliitti) ja bayeriitti, joita molempia tuotetaan Bayer-prosessin avulla; nordstrandiittia esiintyy osana Pohjois-Amerikan bauksiittiesiintymi\u00e4; gibbsiittia k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n usein keraamisissa lasitussovelluksissa, kun taas nordstrandiittia voi esiinty\u00e4 emaleissa ja kivitavaroissa.<\/p>\n
Saostuksessa gibbsiitti- ja pseudob\u00f6hmiittigeelit muuttuvat boehmiitiksi hallitun vesih\u00f6yrynpaineen avulla, kun l\u00e4mp\u00f6tila laskee alle 80 celsiusasteen; sen j\u00e4lkeen niiden muoto palautuu takaisin alkuper\u00e4iseen muotoonsa, alumiinioksidihydroksideihin, jotka liukenevat helpommin veteen; n\u00e4in ollen ne dissosioituvat sulaksi, jolloin syntyy helppoliukoista alumiinioksidia, joka liukenee helpommin ajan kuluessa tai korkeammissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa (60). Korkeammissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa tai tiukemmissa vanhenemisolosuhteissa t\u00e4m\u00e4 alumiinioksidi voi lopulta muuttua hyvin kiteytyneeksi b\u00f6hmiitiksi (60).<\/p>\n
Alumiinitrihydraatti, josta k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n yleisesti nimityst\u00e4 kalsinoitu alumiinioksidi ja alumiinihydroksidi, on eritt\u00e4in monipuolinen t\u00e4yteaine. Muovisovelluksissa sill\u00e4 parannetaan eri polymeerien palonsuojausta sek\u00e4 mekaanisia ja l\u00e4mp\u00f6ominaisuuksia; sen monipuolisuus soveltuu hyvin my\u00f6s lasi-, keramiikka- ja paperisovelluksiin t\u00e4yteaineena. Lis\u00e4ksi paperinvalmistajat k\u00e4ytt\u00e4v\u00e4t sit\u00e4 p\u00e4\u00e4llystyspigmenttin\u00e4 ja eri papereiden opasiteetin ja kirkkauden lis\u00e4\u00e4miseen; sen em\u00e4ksinen luonne auttaa sit\u00e4 my\u00f6s joissakin vedenk\u00e4sittelysovelluksissa.<\/p>\n
Hydratoidun alumiinioksidin korkea reaktiivisuus tekee siit\u00e4 erinomaisen raaka-aineen keraamisten massojen ja lasitteiden valmistukseen, ja se korvaa usein edullisesti luonnon raaka-aineita, kuten maas\u00e4lp\u00e4\u00e4 ja piidioksidia. Alumiini on saatavana sek\u00e4 m\u00e4rk\u00e4- ett\u00e4 kuivamuodossa, ja se voidaan jauhaa vaihtelevan kokojakauman omaaviksi hiukkasiksi nestem\u00e4isell\u00e4 energialla toimivissa myllyiss\u00e4 tai keraamisesti vuoratuissa kuulamyllyiss\u00e4.<\/p>\n
Lasitteeseen tai lasisulaan lis\u00e4tty jauhettu alumiinihydraatti hajoaa nopeasti alumiinioksidiksi ja vesimolekyyleiksi eksotermisen endotermisen reaktioprosessin avulla, jolloin t\u00e4m\u00e4 materiaali saa luontaiset palonesto-ominaisuudet ja tuottaa reaktion aikana sy\u00f6vytt\u00e4m\u00e4t\u00f6nt\u00e4 ja myrkyt\u00f6nt\u00e4 savua.<\/p>\n
Jotta alumiinioksiditrihydraatti toimisi tehokkaasti palonestoaineena, sen on altistuttava yli 220 celsiusasteen l\u00e4mp\u00f6tiloille. Kun se kuumennetaan t\u00e4lle tasolle, 3 vesimolekyyli\u00e4 alumiinimolekyyli\u00e4 kohti haihtuu h\u00f6yryn\u00e4 lasinsulaan. T\u00e4m\u00e4 alumiinioksidihydraatin hajoaminen antaa sille sen erityisen palonestotason, jota ei l\u00f6ydy muualta t\u00e4yteaineista.<\/p>\n
Alumiinihydraatin lis\u00e4\u00e4minen lasitteisiin ja laseihin voi lis\u00e4t\u00e4 peitt\u00e4vyytt\u00e4 luomalla kaasukuplia lasitteen sulaan, mik\u00e4 auttaa v\u00e4hent\u00e4m\u00e4\u00e4n polttokutistumaa ja tuottaa samalla kiilt\u00e4vi\u00e4 pintoja ja alhaisen polttokutistuman. Lis\u00e4ksi se on ihanteellinen valinta valmistettaessa lasitteita, jotka vaativat alhaisia kuivauskutistumia.<\/p>\n
Alumiinihydraatti on erinomainen katalyytti, joka luo kaasukuplia lasitteisiin ja emaleihin ja lis\u00e4\u00e4 niiden peitt\u00e4vyytt\u00e4 Bayer-prosessin avulla. Alumiini on myrkyt\u00f6nt\u00e4 ja sen polttokutistuma on pieni, mutta se on my\u00f6s kustannustehokasta, helppok\u00e4ytt\u00f6ist\u00e4, taloudellista ja sill\u00e4 on suuri pinta-ala - ei huonoja ominaisuuksia teolliselle materiaalille, jonka vuosituotanto on noin 100 miljoonaa tonnia! T\u00e4ll\u00e4 tavoin tuotettu alumiinioksiditrihydraatti jauhetaan joko vedett\u00f6m\u00e4\u00e4n tai kalsinoituun muotoonsa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4ksi ainesosana.<\/p>\n
On olemassa erilaisia alumiinioksidin polymorfioita, joilla kullakin on erilaiset ominaisuudet, jotka johtuvat erilaisista pinoutumisj\u00e4rjestyksist\u00e4, kerrosten v\u00e4lisest\u00e4 ja kerrosten sis\u00e4isest\u00e4 vetysidosgeometriasta ja Al(OH)6:n reunoja jakavien oktaedrien hydroksyyliryhmien substituutiomalleista. Niiden termodynaaminen stabiilisuus pysyy kuitenkin samanlaisena - pikemminkin niiden olemassaolo saattaa riippua enemm\u00e4nkin kyseisen materiaalin kinetiikasta kuin termodynaamisista ominaisuuksista.<\/p>\n
Mikrohuokoisia gibbsiitti-alumiinigeleit\u00e4 (pseudob\u00f6hmiitti\u00e4 ja boehmiitti\u00e4) voidaan valmistaa geel\u00f6itymis- ja flokkulaatioprosessien, ik\u00e4\u00e4ntymis- ja kuivausprosessien huolellisella hallinnalla. Geelien liottaminen vedess\u00e4 johtaa kuitenkin BET-pinta-alan korjaamattomaan h\u00e4vi\u00e4miseen ja muuttumiseen ei-huokoiseksi baijeriitiksi.<\/p>\n
Alumiinikloridin liekkihydrolyysist\u00e4 korkeissa l\u00e4mp\u00f6tiloissa saadaan hienoa g-Al2O3-jauhetta, jonka keskim\u00e4\u00e4r\u00e4inen hiukkaskoko on 10 nm ja pinta-ala 130 m2g-1. Alumiinioksidihiukkasilla on yleens\u00e4 spinelliristikot, vaikka niiss\u00e4 voi olla my\u00f6s heksagonaalisia tai kuutiomaisia tiiviisti pakattuja kiteit\u00e4.<\/p>\n
Alumiinihydraatti on yksi vakaimmista ja laajimmin saatavilla olevista alumiinioksidimateriaaleista, jolla on suuri pinta-ala ja alhainen polttokutistuma, mink\u00e4 ansiosta se soveltuu useisiin sovelluksiin. Lis\u00e4ksi sen korroosionesto-ominaisuudet ja palonesto-ominaisuudet tekev\u00e4t siit\u00e4 sopivan palonestoaineeksi; korroosionestotutkimus on k\u00e4ynniss\u00e4, ja sen hiukkaset ovat osoittautuneet menestyksekk\u00e4iksi my\u00f6s autokatalyyttisin\u00e4 konverttereina ja polttokennojen komponentteina, koska on tehty l\u00f6yd\u00f6ksi\u00e4, jotka paljastavat, miten alumiinioksidihiukkaset reagoivat veden kanssa tuottaen vetypitoisia kaasuvirtauksia, joita voidaan sitten polttaa polttoaineena autoissa ja suihkukoneissa!<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Alumina has a complex chemical makeup, including various polymorphs that can be converted to high surface area forms through thermal […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[],"class_list":["post-123","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-alumina-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=123"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":124,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/123\/revisions\/124"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=123"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=123"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/fi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=123"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}