Kas yra aliuminio oksido tankis?

Aliuminio oksidas (aliuminio oksidas, Al2O3) yra viena plačiausiai naudojamų techninių keramikų. Jis pasižymi daugeliu naudingų ir unikalių savybių, dėl kurių tinka įvairioms pramoninėms reikmėms.

Aliuminio lydinys pasižymi dideliu atsparumu korozijai ir temperatūrai. Be to, puikus atsparumas dilimui padeda prailginti iš šios medžiagos pagamintų komponentų ir dalių naudojimo trukmę.

Masė

Aliuminis yra minkštas, tačiau jį galima sustiprinti legiruojant nedideliais kiekiais vario, magnio, silicio ar mangano, kad susidarytų stipresni lydiniai, dėl kurių šis metalas tampa dar universalesnis, nes pasižymi didesniu elektriniu ir šiluminiu laidumu, stiprumu, plastiškumu ir atsparumu korozijai. Be to, jis yra lengvas - tai privalumas daugeliui paskirčių! Aliuminio universalumas taip pat leidžia jį lengvai formuoti į įvairius gaminius, kurie gali tikti bet kokiai įsivaizduojamai paskirčiai.

Aliuminio galima rasti ir kaip gryno metalo, ir kaip oksido Žemės plutoje, boksito rūdos telkiniuose, kur jis sudaro netoksiškas minkštų savybių ir 13 atominio skaičiaus nuosėdas. Sidabriškai baltos spalvos ir metalinio blizgesio aliuminį galima lengvai lenkti, daužyti ar presuoti į plonus lakštus, skirtus gamybai, ir netgi padengti apsauginiu oksido barjeru, kad jis būtų atsparus korozijai, sukurdamas savo paties apsauginę oksido dangą.

Aliuminio oksidas geriausiai žinomas kaip abrazyvinė arba ugniai atspari medžiaga. Be to, jo galima rasti keramikoje, elektros izoliatoriuose, katalizatoriuose ir katalizėje. Egzistuoja įvairios rūšys, kurios gali būti gaminamos į įvairaus dydžio miltelius arba granules, skirtas gamybos tikslams.

Šios medžiagos cheminis stabilumas yra didelis, todėl ji gali būti veikiama druskų, rūgščių ir garų, nesukeliant paviršiaus ar konstrukcijos pažeidimų dėl dilimo, korozijos, šalčio ar nusidėvėjimo. Be to, dėl savo patvarumo ji gali atlaikyti aukštą temperatūrą ir nesulūžti ar nesuirti.

Aliuminis priklauso periodinės elementų lentelės šarminių žemių grupei, jo atominė masė yra 2698 g/mol, o valentiniai elektronai - trys. Reakcijos tarp deguonies ir aliuminio vyksta lėtai, o reakcijos tarp aliuminio ir karštų rūgščių bei šarmų - greitai.

Žemės plutoje gausu aliuminio oksido (Al2O3), kuris naudojamas įvairioms reikmėms. Jis pasižymi aukšta lydymosi temperatūra ir puikiomis mechaninėmis bei fizikinėmis savybėmis, tokiomis kaip kietumas, stiprumas ir mažas plėtimosi koeficientas - dėl šių savybių jis tinka kaip ugniai atspari medžiaga, elektros izoliatorius ir cheminių medžiagų nešiklis, todėl tinka plytoms, tigliams, laboratoriniams dirbiniams, popierinėms uždegimo žvakėms dažams, stiklo ultrafiltracijos chromatografinės analizės dangoms, taip pat aliuminio metalui ir jo junginiams gaminti.

tomas

Aliuminio oksidas yra inžinerinė keramika, dėl savo išskirtinių savybių naudojama įvairiose srityse. Aliuminio oksidas pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu, atsparumu gniuždymui, kietumu, atsparumu korozijai ir dilimui, taip pat mažu šiluminiu plėtimusi ir cheminiu inertiškumu. Be to, aliuminio oksidas, maišomas su įkaitinta praskiesta druskos rūgštimi, veikia ir rūgštiniu, ir šarminiu būdu, o maišomas su sieros rūgštimi - šarminiu.

Aliuminio oksido tūrį galima išreikšti kaip jo masės ir tankio kubiniais centimetrais (g/cm3) santykį, todėl į šią savybę būtina atsižvelgti, nes ji parodo, kiek medžiagoje yra tuštumų - kuo mažesnis tuštumų kiekis, tuo didesnis tūris. Temperatūra taip pat turi įtakos, nes aukštesnė temperatūra lemia didesnį tankį.

Boksitas yra natūraliai gamtoje randama nevienalytė medžiaga, sudaryta iš vieno ar daugiau aliuminio hidroksido mineralų, kurių sudėtyje yra kitų elementų ir junginių, pavyzdžiui, silicio dioksido, geležies oksido, titanio ir aliumosilikato, kurių koncentracija skiriasi. Maždaug 85% pasaulinės gamybos apimtyje boksitui paversti aliuminio oksidu naudojamas šlapio cheminio išplovimo metodas, vadinamas Bayerio procesu.

G-aluminas yra itin mezoporos formos aliuminio oksidas su didelėmis poromis, pasižymintis dideliu poringumu ir paviršiaus plotu, todėl jis yra puiki pagalbinė medžiaga Fe pagrindu pagamintiems katalizatoriams, skirtiems fenolio hidroksilinimo reakcijai su vandenilio peroksidu, kurios metu susidaro vertingi organiniai junginiai, pavyzdžiui, hidrochinonas ir katecholis. G-aluminas pasižymi išskirtiniu 53,4% konversijos laipsniu šiame procese, o selektyvumas d-hidroksibenzenų atžvilgiu siekia 96,2 %, o tai dar labiau pabrėžia jo, kaip pramoninio katalizatoriaus, vertę.

Gama fazės aliuminio oksidas gali būti suformuotas į mikroporėtas korėtas struktūras, pasižyminčias dideliu kataliziniu aktyvumu, todėl jis yra patraukli medžiaga, skirta daugeliui pramoninių katalizatorių naftos perdirbimo srityje. Be to, daug žadančių pradinių rezultatų davė jo, kaip substrato nanofiltracijos membranoms ruošti, tyrimai; be to, šio tipo aliuminio oksidas naudojamas sintetiniams safyrams, reikalingiems tam tikriems puslaidininkiniams prietaisams, gaminti.

Tankis

Aliuminio oksidas yra polikristalinė keramika, pasižyminti mažu savituoju svoriu ir dideliu kietumu, pasižyminti mažu savituoju svoriu ir puikiomis kietumo savybėmis. Įvairaus grynumo aliuminio oksidas gali būti liejamas injekciniu būdu, presuojamas, izostatiškai presuojamas, liejamas slydimo būdu arba išspaudžiamas, kad būtų suformuotos norimos formos, o po to išdegamas ir sukepinamas - panašiai kaip metalai ir lydiniai gali būti lengviau apdirbami naudojant standartinius metodus; dėl vidutinio atsparumo tempimui, bet trapumo gamyba yra daug mažiau efektyvi; dėl šilumos laidumo savybių aliuminio oksidas yra idealus, nes yra atsparus šarmų, taip pat stiprių rūgščių atakoms, kai gamybos procesuose naudojamos aliuminio oksido medžiagos.

Aliuminio oksidas naudojamas kaip svarbi žaliava aliuminio metalo gamyboje, taip pat daugelyje pramonės sričių, įskaitant elektrotechnikos, chemijos, aviacijos ir kosmoso bei dilimui atsparių komponentų gamybą. Aliuminio oksido taip pat galima rasti medicinos prietaisuose, pavyzdžiui, klubo sąnario implantuose ir dantų vainikėliuose; dėl atsparumo dilimui jis taip pat tinka įvairioms abrazyvinėms reikmėms, pavyzdžiui, tekstilės kreipiančiosioms, siurblių stūmokliams, latakų įdėklams ir išleidimo angoms.

Korundas yra viena iš kelių aliuminio oksido formų, kurioje deguonies jonai supakuoti į šešiakampes glaudžiai supakuotas struktūras, o aliuminio jonai išsidėstę per du trečdalius oktaedrų tarpų šešiakampėse glaudžiai supakuotose struktūrose, taip pat aliuminio jonai yra tarp šešių deguonies jonų kiekviename oktaedre ir jų šešių deguonies analogų, sudarančių netaisyklingą kristalinę struktūrą, kurios vienas paviršius yra padalytas tarp trijų viršutinio sluoksnio oktaedrų kraštinių.

Aliuminio oksidas gali atlikti keletą funkcijų. Jis naudojamas ne tik kaip abrazyvas, bet ir kaip elektrinis izoliatorius, todėl plačiai naudojamas integrinių grandynų litografijoje, naudojant silicį ant safyro, kaip tunelinis barjeras superlaidžiuose įtaisuose, pavyzdžiui, vieno elektrono tranzistoriuose ir superlaidžiuose kvantinės interferencijos įtaisuose, kaip tarpinė medžiaga gaminant dilimui atsparų volframo karbido substratą. Deja, dėl mažesnio smūginio stiprumo aliuminio oksidas dar netapo dilimui atsparia kieta medžiaga, kuri dėl šio veiksnio pasirenkama kalnakasyboje.

Įkvepiamos aliuminio oksido dulkės kelia potencialų profesinį pavojų, nes tyrimai, atlikti naudojant radioaktyviuoju žymeniu 26Al, rodo, kad jis gali giliai įsiskverbti į plaučius ir ten išlikti ilgą laiką, galėdamas sutrikdyti normalią plaučių veiklą ir būti kancerogeniškas.

Akytumas

Medžiagų akytumas - tai oro kiekis kietosiose medžiagose, paprastai išreiškiamas procentais. Akytumas gali padėti nustatyti medžiagų tankį; daugiau tuštumų reiškia mažesnį medžiagų tankį.

Skenuojantis elektroninis mikroskopas (SEM) yra tinkamiausias prietaisas tiksliai įvertinti porėtumą. SEM aiškiai ir tiksliai parodo porų erdves, o jų pralaidumą - arba vandens gebėjimą prasiskverbti pro medžiagas - matuoja tokiais metodais, kaip mėginių panardinimas į skystį, pavyzdžiui, helį ar vandenį, arba imbibicijos metodu; daugiau tarpusavyje sujungtų porų didina pralaidumą.

Aliuminio oksidas yra labai kieta medžiaga, todėl gali veiksmingai atlaikyti mechaninį dilimą ir nusidėvėjimą - tai viena iš priežasčių, kodėl jis tapo viena populiariausių techninės keramikos rūšių, naudojamų liejimo formose.

Tačiau aliuminio oksidas turi tam tikrų trūkumų. Visų pirma jo elektrinės savybės nėra geros aukštesnėje temperatūroje, o laidumas mažas, nes jis nėra labai kristalinis ir turi daug defektų savo atomuose, kurie sudaro jo sudėtį.

Efektyvus būdas padidinti aliuminio oksido elektrines savybes - padaryti jį labiau kristalinį pridedant priemaišų arba kaitinant aukštesnėje temperatūroje. Tačiau tokie pokyčiai gali turėti didelės įtakos tam tikrose srityse naudojamų aliuminio oksido medžiagų stiprumui ir kietumui, o netinkamai pritaikius gali kilti problemų.

Aliuminio oksido elektrines savybes galima pagerinti ir padidinus aliuminio oksido koncentraciją jo sudėtyje, t. y. padidinus porų erdvę. Minkštesnės ir plastiškesnės medžiagos, turinčios daugiau porų, taip pat yra naudingos.

Mezoporozinis aliuminio oksidas - tai dar viena aliuminio oksido medžiagos rūšis, pasižyminti labai vienodais kanalais ir dideliu paviršiaus plotu, todėl kambario temperatūroje mezoporos turi didesnę elektrinę varžą (žemoje temperatūroje - dvi eilės, aukštoje temperatūroje - keturios eilės), o tai gali būti nepalanku naudojant baterijų gamyboje.