{"id":116,"date":"2024-06-14T20:07:33","date_gmt":"2024-06-14T12:07:33","guid":{"rendered":"https:\/\/aluminaceramics.net\/?p=116"},"modified":"2024-07-15T20:08:16","modified_gmt":"2024-07-15T12:08:16","slug":"a-estrutura-da-alumina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aluminaceramics.net\/pt_pt\/the-alumina-structure\/","title":{"rendered":"A estrutura da alumina"},"content":{"rendered":"<p>A alumina \u00e9 uma impressionante forma cristalina de \u00f3xido de alum\u00ednio com propriedades excepcionais. Possui baixa condutividade el\u00e9ctrica, alta resist\u00eancia e extrema dureza na escala de Mohs; al\u00e9m disso, possui grandes capacidades de armazenamento.<\/p>\n<p>Embora as propriedades da alumina sejam impressionantes, a sua microestrutura continua a ser objeto de debate. Isto deve-se a diverg\u00eancias quanto \u00e0 localiza\u00e7\u00e3o dos cati\u00f5es na sua c\u00e9lula unit\u00e1ria e \u00e0 presen\u00e7a ou n\u00e3o de hidrog\u00e9nio intersticial.<\/p>\n<h2>g-Al2O3<\/h2>\n<p>A estrutura da alumina g-Al2O3 \u00e9 fundamental para explicar a sua reatividade. Distingue-se por uma camada superficial totalmente terminada em oxig\u00e9nio e por camadas duplas de Al contra\u00eddas 53% por baixo, ambas totalmente terminadas em oxig\u00e9nio. Quando exposta \u00e0 humidade, pode formar alumina ativa (g-Al(OH)3) ou aluminas parcialmente hidroxiladas como a g-Al2O3-c, que t\u00eam caracter\u00edsticas reactivas distintas devido a varia\u00e7\u00f5es estruturais entre elas.<\/p>\n<p>Os estudos da estrutura cristalina do g-Al2O3 foram realizados utilizando a difra\u00e7\u00e3o de electr\u00f5es de \u00e1rea selectiva (SAED) e a difra\u00e7\u00e3o de raios X em p\u00f3 (XRD). A an\u00e1lise SAED indica que os defeitos estruturais predominantes s\u00e3o fronteiras antif\u00e1sicas encontradas em planos de rede que levam a deslocamentos de sub-rede; no entanto, a sua natureza exacta continua por identificar.<\/p>\n<p>Uma investiga\u00e7\u00e3o das estruturas de g-Al2O3 revelou que as fronteiras antifase conservadoras e n\u00e3o conservadoras (APB), dependendo do seu tipo, podem causar mudan\u00e7as no posicionamento dos s\u00edtios cati\u00f3nicos ou dos s\u00edtios octa\u00e9dricos vazios; al\u00e9m disso, a sua presen\u00e7a tamb\u00e9m afecta a estabilidade da estrutura cristalina da alumina cristalina.<\/p>\n<p>Estas APBs n\u00e3o conservadoras t\u00eam uma grande influ\u00eancia nas propriedades estruturais do g-Al2O3. Podem alterar as posi\u00e7\u00f5es dos cati\u00f5es at\u00e9 0,2 e 0,45 para cada APB, respetivamente, sendo necess\u00e1rias APBs adicionais para produzir vectores de desloca\u00e7\u00e3o espec\u00edficos.<\/p>\n<p>As APBs n\u00e3o conservadoras podem ser geradas atrav\u00e9s de diferentes mecanismos, incluindo o simples deslizamento e as fronteiras rotacionais. Estes mecanismos produzem v\u00e1rios modelos de microestrutura que conduzem a diferentes reactividades da alumina; compreender a sua estrutura \u00e9 vital para manipular eficazmente a sua reatividade e estabilidade t\u00e9rmica.<\/p>\n<h2>d-Al2O3<\/h2>\n<p>O \u00f3xido de alum\u00ednio (\u00f3xido de alum\u00ednio(III)) \u00e9 um composto constitu\u00eddo por dois \u00e1tomos de alum\u00ednio e tr\u00eas \u00e1tomos de oxig\u00e9nio numa propor\u00e7\u00e3o igual, utilizado como material abrasivo e refrat\u00e1rio e essencial na produ\u00e7\u00e3o de alum\u00ednio met\u00e1lico. O \u00f3xido de alum\u00ednio possui v\u00e1rias propriedades f\u00edsicas e qu\u00edmicas que facilitam o fabrico de v\u00e1rios produtos com designs variados, resistindo tamb\u00e9m \u00e0 corros\u00e3o e ao desgaste. Tornou-se um dos principais constituintes na produ\u00e7\u00e3o deste metal elementar. Tamb\u00e9m pode ser encontrado como parte de muitas formula\u00e7\u00f5es utilizadas no processo de produ\u00e7\u00e3o de alum\u00ednio met\u00e1lico. Tamb\u00e9m desempenha um papel integral no fabrico do processo de produ\u00e7\u00e3o e a sua produ\u00e7\u00e3o \u00e9 fundamental para a produ\u00e7\u00e3o deste metal elementar!<\/p>\n<p>Os fornos do tipo Higgins a 1350-1550 graus Celsius produzem a estrutura de alumina, enquanto os recipientes de a\u00e7o ou de carbono revestidos arrefecidos a \u00e1gua que cont\u00eam recipientes de a\u00e7o ou de carbono revestidos arrefecidos servem para a arrefecer e cristalizar rapidamente, antes de verter o material fundido para uma cristaliza\u00e7\u00e3o r\u00e1pida e um arrefecimento r\u00e1pido da fus\u00e3o. Ap\u00f3s o arrefecimento, a alumina grosseiramente cristalina \u00e9 triturada para aplica\u00e7\u00f5es sinterizadas de alta densidade como base de materiais sinterizados de alta densidade concebidos especificamente para ambientes ou aplica\u00e7\u00f5es exigentes.<\/p>\n<p>A alumina possui uma excecional resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e ao desgaste gra\u00e7as \u00e0s suas propriedades f\u00edsicas e qu\u00edmicas \u00fanicas, o que a torna adequada para aplica\u00e7\u00f5es em ambientes agressivos, como a explora\u00e7\u00e3o de petr\u00f3leo e g\u00e1s, o fabrico de autom\u00f3veis e a produ\u00e7\u00e3o aeroespacial, f\u00e1bricas de processamento qu\u00edmico e tanques de armazenamento de produtos qu\u00edmicos. Al\u00e9m disso, estes materiais tamb\u00e9m podem ser utilizados no fabrico de ferramentas de corte e retifica\u00e7\u00e3o com requisitos acrescidos de resist\u00eancia \u00e0 abras\u00e3o.<\/p>\n<p>A alumina n\u00e3o s\u00f3 oferece uma excelente resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e ao desgaste, mas a sua baixa condutividade t\u00e9rmica e o seu elevado ponto de fus\u00e3o tamb\u00e9m a tornam ideal para o fabrico de isolamento t\u00e9rmico e outros componentes resistentes ao calor. Para al\u00e9m disso, a sua baixa densidade torna a produ\u00e7\u00e3o simples, uma vez que \u00e9 f\u00e1cil criar v\u00e1rias formas.<\/p>\n<p>A alumina tem uma estrutura at\u00f3mica que se assemelha \u00e0 de um sistema cristalino hexagonal, onde os i\u00f5es de oxig\u00e9nio s\u00e3o mantidos juntos atrav\u00e9s de liga\u00e7\u00f5es covalentes formadas entre os seus centros octa\u00e9dricos. Os i\u00f5es de alum\u00ednio ocupam dois ter\u00e7os destes interst\u00edcios, enquanto os seus pr\u00f3prios centros ocupam um ter\u00e7o. Como resultado, \u00e9 um material extremamente refrat\u00e1rio com propriedades de baixa condutividade el\u00e9ctrica.<\/p>\n<p>O alum\u00ednio met\u00e1lico reage fortemente com o oxig\u00e9nio atmosf\u00e9rico, pelo que se forma uma fina camada de \u00f3xido de alum\u00ednio na sua superf\u00edcie para evitar mais oxida\u00e7\u00e3o. Este processo \u00e9 designado por anodiza\u00e7\u00e3o e \u00e9 normalmente utilizado em muitas ligas de alum\u00ednio para aumentar a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o, criando simultaneamente uma superf\u00edcie mais lisa e mais dura que aumenta a resist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<h2>th-Al2O3<\/h2>\n<p>O \u00f3xido de alum\u00ednio (Al2O3) \u00e9 um composto qu\u00edmico inorg\u00e2nico com a f\u00f3rmula qu\u00edmica Al2O3, com aplica\u00e7\u00f5es generalizadas numa grande variedade de ind\u00fastrias. A alumina \u00e9 constitu\u00edda por \u00e1tomos de alum\u00ednio e de oxig\u00e9nio ligados entre si numa estrutura cristalina hexagonal (hcp) e \u00e9 um dos compostos de alum\u00ednio mais populares utilizados atualmente; o fabrico, a fundi\u00e7\u00e3o e a prote\u00e7\u00e3o contra inc\u00eandios s\u00e3o aplica\u00e7\u00f5es-chave para a utiliza\u00e7\u00e3o da alumina, bem como as suas muitas aplica\u00e7\u00f5es de mat\u00e9rias-primas, tais como os processos de produ\u00e7\u00e3o de produtos qu\u00edmicos, vidro e cer\u00e2mica, utilizando as suas propriedades que fazem da alumina um material indispens\u00e1vel.<\/p>\n<p>A estrutura do Al2O3 apresenta uma elevada \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica e uma distribui\u00e7\u00e3o apertada do tamanho dos poros, o que o torna um material altamente valorizado para suportes de catalisadores, onde os seus poros desempenham um papel integral no apoio \u00e0 sua funcionalidade. O Al2O3 \u00e9 tamb\u00e9m um excelente abrasivo, o que o torna um ingrediente essencial em ferramentas de corte e outras aplica\u00e7\u00f5es abrasivas. Devido \u00e0 sua estrutura cristalina, o th-Al2O3 pode suportar altas temperaturas, enquanto os seus muitos poros permitem a forma\u00e7\u00e3o de cristais de alumina. A fase th-Al2O3 tamb\u00e9m pode ser ben\u00e9fica para aplica\u00e7\u00f5es el\u00e9ctricas. Por exemplo, tapetes cer\u00e2micos fabricados com este material s\u00e3o colocados no interior de condutas de gases de combust\u00e3o de centrais el\u00e9ctricas a carv\u00e3o para proteger contra o desgaste; al\u00e9m disso, \u00e9 um componente integral de isoladores e de revestimentos retardadores de fogo.<\/p>\n<p>Este material \u00e9 fabricado principalmente a partir do mineral bauxite. O min\u00e9rio de bauxite cont\u00e9m gibbsite (Al(OH)3), boehmite (g-AlO(OH)3) e di\u00e1sporo (a-AlO(OH)3) juntamente com impurezas como o quartzo e os silicatos, entre outros. Uma vez extra\u00eddo da terra, \u00e9 triturado em lama que cont\u00e9m uma mistura de g-AlO(OH), a-AlO(OH)3 e b-AlO(OH)3. A fundi\u00e7\u00e3o \u00e9 efectuada para extrair este mineral precioso atrav\u00e9s de um forno de fus\u00e3o.<\/p>\n<p>O Al2O3 \u00e9 mais do que apenas um abrasivo eficaz; \u00e9 tamb\u00e9m um excelente suporte de catalisador. Utilizado para v\u00e1rias reac\u00e7\u00f5es, incluindo as petroqu\u00edmicas, a sua estrutura altamente sol\u00favel torna-o tamb\u00e9m adequado para aplica\u00e7\u00f5es de suporte de enzimas. Al\u00e9m disso, o Al2O3 serve como mat\u00e9ria-prima integral em cer\u00e2micas, abrasivos e processos de produ\u00e7\u00e3o de revestimentos \u00e0 prova de fogo.<\/p>\n<h2>c-Al2O3<\/h2>\n<p>A alumina \u00e9 um material industrial indispens\u00e1vel que tem dado passos significativos no sentido de melhorar as vidas e as sociedades em todo o mundo. Gra\u00e7as \u00e0s suas propriedades qu\u00edmicas, t\u00e9rmicas e mec\u00e2nicas, a alumina \u00e9 amplamente utilizada na tecnologia moderna - contribuindo com a sua estabilidade t\u00e9rmica para a produ\u00e7\u00e3o de ligas de alum\u00ednio que aumentam a seguran\u00e7a e a efici\u00eancia para utiliza\u00e7\u00e3o autom\u00f3vel e el\u00e9ctrica, enquanto a sua dureza ajuda a criar ferramentas de corte ou materiais abrasivos para utiliza\u00e7\u00e3o pelos fabricantes de ferramentas de corte.<\/p>\n<p>Uma vez que possui um elevado ponto de fus\u00e3o e um baixo coeficiente de expans\u00e3o, o alum\u00ednio possui v\u00e1rios atributos desej\u00e1veis para utiliza\u00e7\u00e3o em aplica\u00e7\u00f5es de filtragem de \u00e1gua e de processamento qu\u00edmico, para al\u00e9m de ser resistente \u00e0 corros\u00e3o e ao desgaste, o alum\u00ednio tamb\u00e9m pode ser utilizado como material isolante el\u00e9trico. Al\u00e9m disso, o seu estado de oxida\u00e7\u00e3o +3 permite-lhe doar ou aceitar electr\u00f5es, permitindo v\u00e1rias reac\u00e7\u00f5es com outros elementos.<\/p>\n<p>Quando combinada com a zirc\u00f3nia, a alumina forma um sistema eut\u00e9ctico simples que mant\u00e9m a sua estrutura tetragonal quando \u00e9 temperada a temperaturas mais elevadas - aumentando a resist\u00eancia e diminuindo a fragilidade. As cer\u00e2micas de alumina-zirc\u00f3nia s\u00e3o escolhas populares para o fabrico de dispositivos semicondutores; al\u00e9m disso, a alumina desempenha um papel fundamental na produ\u00e7\u00e3o de carboneto de sil\u00edcio (SiC), um material extremamente duro e duradouro, adequado para ambientes de alta temperatura.<\/p>\n<p>Quimicamente inerte e inodora, a alumina \u00e9 um composto inorg\u00e2nico com a f\u00f3rmula Al2O3. Este material inorg\u00e2nico tamb\u00e9m pode ser conhecido por outros nomes, incluindo Alum, Alundum ou Bauxite. Encontrada naturalmente como cristais de corindo, forma rubis e safiras cuja tonalidade vermelha vibrante prov\u00e9m de impurezas de cr\u00f3mio, enquanto a sua tonalidade azul-verde prov\u00e9m de impurezas de ferro e tit\u00e2nio, respetivamente. A alumina \u00e9 tamb\u00e9m utilizada como abrasivo para lixas, como ingrediente em esmaltes de vidro, refract\u00e1rios e como importante adsorvente de gases ou vapores de \u00e1gua.<\/p>\n<p>A exposi\u00e7\u00e3o \u00e0 alumina pode causar doen\u00e7as pulmonares. Quando o 26Al radiomarcado \u00e9 inalado, liga-se aos macr\u00f3fagos nos pulm\u00f5es e acumula-se, podendo resultar em bronqu\u00edolos atr\u00f3ficos ou pequenas arter\u00edolas pulmonares; al\u00e9m disso, tamb\u00e9m se provou que provoca hiperplasia linfoide em ratos, bem como \u00e1reas focais de pneumonia lipoide em hamsters.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-184\" src=\"https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Alumina-Structure.jpg\" alt=\"A estrutura da alumina\" width=\"750\" height=\"750\" srcset=\"https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Alumina-Structure.jpg 750w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Alumina-Structure-300x300.jpg 300w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Alumina-Structure-150x150.jpg 150w, https:\/\/aluminaceramics.net\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/The-Alumina-Structure-12x12.jpg 12w\" sizes=\"auto, (max-width: 750px) 100vw, 750px\" \/><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Alumina is an impressive crystalline form of aluminium oxide with outstanding properties. 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