Aliuminio oksido struktūra

Aliuminio oksidas - tai įspūdinga kristalinė aliuminio oksido forma, pasižyminti išskirtinėmis savybėmis. Jis pasižymi mažu elektriniu laidumu, dideliu stiprumu ir ypatingu kietumu pagal Moso skalę; be to, turi didelę talpą.

Nors aliuminio oksido savybės įspūdingos, dėl jo mikrostruktūros vis dar diskutuojama. Taip yra dėl nesutarimų dėl katijonų išsidėstymo jo tūrinėje vienetinėje ląstelėje ir dėl to, ar yra tarpsluoksninio vandenilio.

g-Al2O3

G-Al2O3 aliuminio oksido struktūra yra labai svarbi paaiškinant jo reaktyvumą. Jis išsiskiria visiškai deguonimi užbaigtu paviršiniu sluoksniu ir po juo esančiais 53% kontrakciniais dvigubais Al sluoksniais, kurie abu yra visiškai užbaigti deguonimi. Veikiamas drėgmės jis gali sudaryti aktyvųjį aliuminio oksidą (g-Al(OH)3) arba iš dalies hidroksilintą aliuminį, pavyzdžiui, g-Al2O3-c, kuris dėl savo struktūrinių skirtumų pasižymi skirtingomis reaktyviosiomis savybėmis.

G-Al2O3 kristalinės struktūros tyrimai atlikti naudojant selektyviąją elektronų difrakciją (SAED) ir miltelinę rentgeno spindulių difrakciją (XRD). SAED analizė rodo, kad vyraujantys struktūros defektai yra antifazinės ribos, esančios gardelės plokštumose ir lemiančios subgardelės poslinkius, tačiau tiksli jų prigimtis vis dar nenustatyta.

Tiriant g-Al2O3 struktūras nustatyta, kad konservatyvios ir nekonservatyvios antifazinės ribos (APB), priklausomai nuo jų tipo, gali sukelti katijonų vietų arba tuščių oktaedrinių vietų padėties pokyčius; be to, jų buvimas taip pat turi įtakos aliuminio oksido kristalinės struktūros stabilumui.

Šie nekonservatyvūs APB turi didelę įtaką g-Al2O3 struktūrinėms savybėms. Jos gali pakeisti katijonų pozicijas atitinkamai iki 0,2 ir 0,45 kiekvienam APB, o norint sukurti specifinius poslinkio vektorius, reikia papildomų APB.

Nekonservatyviosios APB gali būti sukurtos naudojant įvairius mechanizmus, įskaitant paprastas slydimo ir sukimosi ribas. Šie mechanizmai sukuria įvairius mikrostruktūros modelius, dėl kurių skiriasi aliuminio oksido reaktyvumas; norint veiksmingai valdyti jo reaktyvumą ir šiluminį stabilumą, labai svarbu suprasti jo struktūrą.

d-Al2O3

Aliuminio oksidas (aliuminio(III) oksidas) yra junginys, sudarytas iš dviejų aliuminio ir trijų deguonies atomų vienodu santykiu, naudojamas kaip abrazyvinė ir ugniai atspari medžiaga ir būtinas aliuminio metalui gaminti. Aliuminio oksidas pasižymi įvairiomis fizikinėmis ir cheminėmis savybėmis, dėl kurių jį lengva gaminti įvairios konstrukcijos gaminius, be to, jis gerai atsparus korozijai ir dilimui. Jis tapo viena pagrindinių sudedamųjų dalių gaminant šį elementarų metalą. Jį taip pat galima rasti kaip daugelio preparatų, naudojamų aliuminio metalo gamybos procese, dalį. Jis taip pat yra neatsiejama gamybos proceso dalis, o jo gamyba yra raktas į paties šio elementariojo metalo gamybą!

Higginso tipo krosnyse, kuriose temperatūra yra 1350-1550 laipsnių C, susidaro aliuminio oksido struktūra, o vandeniu aušinami plieniniai arba anglies plakiruoti indai, kuriuose yra atšaldyto plieno arba anglies plakiruoti indai, tarnauja greitam atvėsimui ir kristalizacijai, prieš išlydant išlydytą medžiagą greitam kristalizavimui ir greitam lydalo atvėsimui. Atvėsęs stambiagrūdis kristalinis aliuminio oksidas susmulkinamas didelio tankio sukepintoms sukepintoms sukepintoms sukepintoms sukepintoms sukepintoms medžiagoms, specialiai sukurtoms reiklioje aplinkoje ar reikmėms, gaminti.

Dėl savo unikalių fizikinių ir cheminių savybių aliuminio oksidas pasižymi išskirtiniu atsparumu korozijai ir dilimui, todėl tinka naudoti atšiauriose aplinkose, pavyzdžiui, naftos ir dujų žvalgybos, automobilių gamybos ir aviacijos, cheminių medžiagų perdirbimo gamyklose ir cheminių medžiagų saugojimo rezervuaruose. Be to, šios medžiagos gali būti naudojamos gaminant pjovimo ir šlifavimo įrankius, kuriems keliami didesni atsparumo dilimui reikalavimai.

Aliuminio oksidas ne tik pasižymi puikiu atsparumu korozijai ir dilimui, bet dėl mažo šilumos laidumo ir aukštos lydymosi temperatūros jis taip pat idealiai tinka šiluminei izoliacijai ir kitiems karščiui atspariems komponentams gaminti. Be to, dėl mažo tankio jo gamyba yra paprasta, nes lengva sukurti įvairias formas.

Aliuminio oksido atominė struktūra panaši į glaudžiai sukomponuotą šešiakampę kristalinę sistemą, kurioje deguonies jonai yra sujungti kovalentiniais ryšiais, susidarančiais tarp jų oktaedrinių centrų. Aliuminio jonai užima du trečdalius šių tarpsluoksnių, o jų pačių centrai - vieną trečdalį. Dėl to tai itin ugniai atspari medžiaga, pasižyminti mažo elektrinio laidumo savybėmis.

Aliuminio metalas stipriai reaguoja su atmosferos deguonimi, todėl jo paviršiuje susidaro plonas aliuminio oksido sluoksnis, kuris apsaugo nuo tolesnės oksidacijos. Šis procesas vadinamas anodavimu ir dažniausiai naudojamas daugelyje aliuminio lydinių, siekiant padidinti atsparumą korozijai ir kartu sukurti lygesnį ir kietesnį paviršių, dėl kurio padidėja atsparumas tempimui.

th-Al2O3

Aliuminio oksidas (Al2O3) yra neorganinis cheminis junginys, kurio cheminė formulė yra Al2O3, plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose. Aliuminio oksidas sudarytas iš aliuminio ir deguonies atomų, susijungusių į šešiakampę glaudžią kristalinę struktūrą (hcp), ir yra vienas populiariausių šiandien naudojamų aliuminio junginių; gamyba, lydymas ir priešgaisrinė apsauga yra pagrindinės aliuminio oksido naudojimo sritys, taip pat daugybė jo žaliavų, pavyzdžiui, cheminių medžiagų, stiklo ir keramikos gamybos procesų, kuriuose naudojamos jo savybės, dėl kurių aliuminio oksidas yra nepakeičiama medžiaga.

Th-Al2O3 struktūra pasižymi dideliu savituoju paviršiumi ir nedideliu porų pasiskirstymu, todėl jis yra labai vertinga medžiaga katalizatorių atramoms, kurių poros atlieka svarbų vaidmenį palaikant jų funkcionalumą. Al2O3 taip pat yra puikus abrazyvas, todėl jis yra esminis pjovimo įrankių ir kitų abrazyvinių medžiagų komponentas. Dėl savo kristalinės struktūros th-Al2O3 gali atlaikyti aukštą temperatūrą, o daugybė jo porų leidžia susidaryti aliuminio oksido kristalams. Th-Al2O3 fazė taip pat gali būti naudinga elektros reikmėms. Pavyzdžiui, iš šios medžiagos pagaminti keraminiai kilimėliai dedami į anglimi kūrenamų elektrinių dūmų kanalų vidų, kad apsaugotų nuo susidėvėjimo; be to, ji yra neatsiejama izoliatorių sudedamoji dalis, taip pat ugniai atsparios dangos.

Ši medžiaga daugiausia gaminama iš mineralo boksito. Boksito rūdoje yra gibsito (Al(OH)3), boehmito (g-AlO(OH)3) ir diasporos (a-AlO(OH)3) bei tokių priemaišų kaip kvarcas ir silikatai. Iškastas iš žemės jis sumalamas į suspensiją, kurioje yra g-AlO(OH), a-AlO(OH)3 ir b-AlO(OH)3 mišinys.

Al2O3 yra ne tik efektyvus abrazyvas, bet ir puiki katalizatoriaus atrama. Jis naudojamas įvairioms reakcijoms, įskaitant naftos chemijos reakcijas, o dėl labai tirpios struktūros tinka ir fermentų palaikymui. Be to, Al2O3 yra neatsiejama keramikos, abrazyvų ir ugniai atsparių dangų gamybos procesų žaliava.

c-Al2O3

Aliuminio oksidas yra nepakeičiama pramoninė medžiaga, padariusi didelę pažangą gerinant gyvenimą ir gerinant visuomenę visame pasaulyje. Dėl savo cheminių, šiluminių ir mechaninių savybių aliuminio oksidas plačiai naudojamas šiuolaikinėse technologijose: dėl savo šiluminio stabilumo jis padeda gaminti aliuminio lydinius, kurie didina saugumą ir efektyvumą, naudojamus automobiliuose ir elektrotechnikoje, o dėl savo kietumo padeda kurti pjovimo įrankius arba abrazyvines medžiagas, kurias naudoja pjovimo įrankių gamintojai.

Kadangi aliuminis pasižymi aukšta lydymosi temperatūra ir mažu plėtimosi koeficientu, jis pasižymi keliomis pageidaujamomis savybėmis, kurios gali būti naudojamos vandens filtravimo ir cheminio apdorojimo srityse, taip pat yra atsparus korozijai ir dilimui, aliuminis taip pat gali būti naudojamas kaip elektros izoliatoriaus medžiaga. Be to, dėl savo +3 oksidacijos būsenos aliuminis gali atiduoti arba priimti elektronus, todėl gali vykti įvairios reakcijos su kitais elementais.

Kartu su cirkoniu aliuminio oksidas sudaro paprastą eutektinę sistemą, kuri išlaiko tetragoninę struktūrą, kai grūdinama aukštesnėje temperatūroje, todėl padidėja tvirtumas ir sumažėja trapumas. Aliuminio oksido ir cirkonio keramika yra populiari puslaidininkinių prietaisų gamyboje; be to, aliuminio oksidas yra neatsiejama silicio karbido (SiC), itin kietos ir ilgai išliekančios medžiagos, tinkamos naudoti aukštos temperatūros aplinkoje, gamybos dalis.

Chemiškai inertiškas ir bekvapis aliuminis yra neorganinis junginys, kurio formulė yra Al2O3. Ši neorganinė medžiaga dar vadinama aliuminiu, alūnu arba boksitu, taip pat gali būti žinoma kitais pavadinimais, pvz. Natūraliai randamas korundo kristalų pavidalu, jis sudaro rubinus ir safyrus, kurių ryškiai raudonas atspalvis atsiranda dėl chromo priemaišų, o mėlynai žalias atspalvis - atitinkamai dėl geležies ir titano priemaišų. Aliuminio oksidas taip pat naudojamas kaip abrazyvas švitriniam popieriui, yra stiklo emalių ugniai atsparių medžiagų sudedamoji dalis, taip pat svarbus dujų ar vandens garų adsorbentas.

Aliuminio oksido poveikis gali sukelti plaučių ligas. Įkvėpus radiožymėto 26Al, jis plaučiuose jungiasi su makrofagais ir kaupiasi, todėl gali atsirasti atrofinių bronchiolių ar mažų plaučių arteriolių; be to, įrodyta, kad žiurkėms jis sukelia limfoidinę hiperplaziją, o žiurkėnams - lipoidinės pneumonijos židinius.