Ce este densitatea aluminei?

Alumina (oxid de aluminiu, Al2O3) este una dintre cele mai utilizate ceramici tehnice. Cu multe proprietăți benefice și unice care o fac potrivită pentru o gamă largă de aplicații industriale.

Aliajul de aluminiu este cunoscut pentru faptul că este foarte rezistent la coroziune și la temperatură. În plus, rezistența sa excelentă la abraziune contribuie la prelungirea duratei de viață utile pentru componentele și piesele realizate din acest material.

Masa

Aluminiul este moale, dar poate fi întărit prin aliere cu cantități mici de cupru, magneziu, siliciu sau mangan pentru a forma aliaje mai puternice care fac metalul și mai versatil în ceea ce privește conductivitatea electrică și termică, rezistența, ductilitatea și rezistența la coroziune. În plus, este ușor - un avantaj pentru multe aplicații! Versatilitatea aluminiului îi permite, de asemenea, să fie modelat cu ușurință în diverse produse care se pot potrivi oricărui scop imaginabil.

Aluminiul poate fi găsit atât ca metal pur, cât și ca oxid în scoarța terestră, în zăcăminte de minereu de bauxită, unde formează depozite non-toxice cu proprietăți moi și un număr atomic de 13. Cu culoarea sa alb-argintie și luciul său metalic, aluminiul poate fi ușor îndoit, bătut sau presat în foi subțiri pentru fabricare și poate fi chiar acoperit cu o barieră protectoare de oxid pentru a rezista la coroziune prin crearea propriului său strat de oxid autoprotector.

Alumina este cel mai bine cunoscută ca material abraziv sau refractar. În plus, poate fi găsită în ceramică, izolatori electrici, catalizatori și aplicații de cataliză. Există o varietate de clase, care pot fi transformate în pulberi sau granule de diferite granulații în scopuri de producție.

Stabilitatea chimică a acestui material este ridicată, ceea ce îl face potrivit pentru expunerea la săruri, acizi și vapori fără a suferi deteriorări ale suprafeței sau structurii din cauza abraziunii, coroziunii, înghețului sau uzurii. În plus, durabilitatea sa îi permite să reziste la temperaturi ridicate fără să sufere fracturi sau degradări.

Aluminiul face parte din grupa alcalino-pământoasă din tabelul periodic și are o masă atomică de 2698 g/mol și trei electroni de valență. Reacțiile dintre oxigen și aluminiu au loc lent, în timp ce reacțiile dintre aluminiu și acizii și alcalii fierbinți au loc rapid.

Alumina (Al2O3) este abundentă în scoarța terestră și este utilizată în diverse aplicații. Are un punct de topire ridicat și proprietăți mecanice și fizice excelente, cum ar fi duritatea, rezistența și coeficientul scăzut de dilatare - calități care o fac potrivită ca material refractar, izolator electric și purtător chimic - ceea ce o face potrivită pentru cărămizi, creuzete, produse de laborator, bujii de hârtie, vopsele pentru acoperiri de sticlă, analize cromatografice prin ultrafiltrare, precum și pentru fabricarea aluminiului metalic și a compușilor săi.

Volum

Alumina este o ceramică tehnică utilizată într-o mare varietate de aplicații datorită performanțelor sale remarcabile. Alumina prezintă niveluri ridicate de rezistență mecanică, rezistență la compresiune, duritate și rezistență la coroziune și uzură, precum și rate scăzute de dilatare termică și inerție chimică. În plus, alumina acționează atât acid, cât și alcalin atunci când este amestecată cu acid clorhidric diluat încălzit, în timp ce acționează alcalin atunci când este combinată cu acid sulfuric.

Volumul aluminei poate fi exprimat ca masa sa împărțită la densitatea în centimetri cubi (g/cm3), fiind o caracteristică esențială de luat în considerare, deoarece măsoară numărul de goluri existente în material - cu cât conținutul de goluri este mai mic, cu atât volumul său este mai mare. Temperatura are, de asemenea, un rol important, deoarece temperaturile ridicate duc la creșterea densității.

Bauxita este un material eterogen natural compus din unul sau mai multe minerale de hidroxid de aluminiu care conțin alte elemente și compuși precum siliciu, oxid de fier, titaniu și aluminosilicat în diferite concentrații. Aproximativ 85% din producția mondială utilizează o metodă de levigare chimică umedă cunoscută sub numele de Procesul Bayer pentru a transforma bauxita în alumină.

G-alumina este o formă extrem de mezoporoasă de alumină cu pori mari care posedă o porozitate și o suprafață ridicate, ceea ce o face un material suport excelent pentru catalizatorii pe bază de Fe pentru reacția de hidroxilare a fenolului cu peroxid de hidrogen care produce compuși organici valoroși precum hidrochinona și catecolul. G-alumina se mândrește cu o conversie remarcabilă de 53,4% la acest proces, având în același timp o selectivitate față de d-hidroxibenzeni de 96,2 %, subliniind în continuare valoarea sa ca catalizator industrial.

Alumina în fază gamma poate fi formată în structuri microporoase în formă de fagure cu activitate catalitică ridicată, ceea ce o face un material atractiv pentru susținerea multor catalizatori industriali în aplicațiile de rafinare a petrolului. În plus, cercetările privind potențialul său ca substrat pentru prepararea membranelor de nanofiltrare au produs rezultate inițiale promițătoare; în plus, acest tip de alumină este utilizat pentru crearea safirelor sintetice necesare pentru anumite dispozitive semiconductoare.

Densitate

Alumina este o ceramică policristalină cu greutate specifică scăzută și duritate ridicată, oferind o greutate specifică scăzută și proprietăți excelente de duritate. Disponibilă în diferite purități, alumina poate fi turnată prin injecție, presată, presată izostatic, turnată prin alunecare sau extrudată pentru a forma formele dorite înainte de a fi arsă și sinterizată - la fel cum metalele și aliajele pot fi prelucrate mai ușor folosind tehnici standard; rezistența sa moderată la tracțiune, dar natura sa fragilă fac fabricarea mult mai puțin eficientă; proprietățile de conductivitate termică fac ca alumina să fie ideală, deoarece rezistă la atacurile alcaline, precum și la atacurile acizilor puternici atunci când au loc procese de fabricație care utilizează materiale din alumină.

Alumina este utilizată ca o materie primă importantă în producția de aluminiu metalic, precum și în numeroase aplicații industriale, inclusiv componente electrice, chimice, aerospațiale și rezistente la abraziune. Alumina poate fi găsită, de asemenea, în dispozitive medicale, cum ar fi implanturile de refacere a șoldului și coroanele dentare; rezistența sa la abraziune o face, de asemenea, potrivită pentru diverse utilizări abrazive, cum ar fi ghidajele textile, pistonii pompelor, căptușelile toboganelor și orificiile de evacuare.

Corindonul este una dintre mai multe forme de alumină, cu ioni de oxigen împachetați în aranjamente hexagonale apropiate și ioni de aluminiu distribuiți pe două treimi din interstițiile octaedrice în structuri hexagonale apropiate, precum și cu ioni de aluminiu găsiți între șase ioni de oxigen în fiecare octaedru și cei șase omologi de oxigen ai acestora, formând o structură cristalină neregulată cu o față împărțită între trei laturi pe octaedrele stratului superior.

Alumina poate îndeplini mai multe funcții. Pe lângă faptul că este utilizat ca abraziv, acesta acționează, de asemenea, ca izolator electric și este utilizat pe scară largă în litografia siliciului pe safir pentru circuite integrate, servind ca barieră de tunel în dispozitive supraconductoare, cum ar fi tranzistoarele cu electron unic și dispozitivele de interferență cuantică supraconductoare, acționând ca material intermediar în timpul producției substratului de producție din carbură de tungsten rezistent la uzură. Din păcate, din cauza rezistenței sale mai scăzute la impact, alumina nu a devenit încă materialul dur rezistent la uzură ales în aplicațiile miniere din cauza acestui factor.

Inhalarea prafului de alumină reprezintă un potențial pericol profesional, studiile care utilizează 26Al radiomarcat indicând că acesta poate pătrunde adânc în plămâni și poate rămâne acolo pentru perioade îndelungate, interferând potențial cu funcționarea normală a plămânilor, precum și fiind cancerigen.

Porozitate

Porozitatea materialelor se referă la cantitatea de aer din interiorul materialelor solide, de obicei exprimată ca procent. Porozitatea poate ajuta la definirea densității acestora; mai multe goluri înseamnă materiale mai puțin dense.

Microscopul electronic de baleiaj (SEM) este instrumentul ideal pentru evaluarea precisă a porozității. Un SEM afișează spațiile poroase în mod clar și precis în timp ce măsoară permeabilitatea acestora - sau capacitatea apei de a trece prin materiale - prin metode precum imersarea probelor în fluide precum heliu sau apă sau prin metode de îmbibare; mai mulți pori interconectați cresc permeabilitatea.

Alumina este un material extrem de dur, ceea ce înseamnă că poate rezista eficient abraziunii mecanice și uzurii - unul dintre motivele pentru care a devenit una dintre cele mai populare ceramici tehnice utilizate pentru aplicațiile de turnare prin injecție.

Cu toate acestea, alumina are unele dezavantaje. În special, proprietățile sale electrice nu rezistă bine la temperaturi ridicate, având o conductivitate scăzută din cauza faptului că nu este foarte cristalină și prezintă multe defecte în atomii care o compun.

O modalitate eficientă de a crește proprietățile electrice ale aluminei este de a o face mai cristalină prin adăugarea de impurități sau prin încălzirea la temperaturi mai ridicate. Cu toate acestea, astfel de modificări pot avea ramificații semnificative asupra rezistenței și durității materialului de alumină utilizat în anumite aplicații, putând crea probleme atunci când sunt aplicate incorect.

Îmbunătățirea proprietăților electrice ale aluminei prin crearea unui spațiu sporit al porilor poate îmbunătăți, de asemenea, proprietățile acesteia, prin creșterea concentrației de oxid de aluminiu în compoziția sa. Materialele mai moi și mai ductile cu pori mai mari beneficiază, de asemenea, de avantaje.

Alumina mezoporoasă este un alt tip de material de alumină cu canale foarte uniforme și suprafețe mari, creând mezopori cu o rezistivitate electrică crescută la temperatura camerei (două ordine de mărime la temperaturi scăzute; patru ordine la temperaturi ridicate), ceea ce se poate dovedi dezavantajos atunci când se aplică pentru fabricarea bateriilor.