{"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":"struktura-aluminijevega-oksida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/the-alumina-structure\/","title":{"rendered":"Struktura aluminijevega oksida"},"content":{"rendered":"<p>Aluminij je impresivna kristalna oblika aluminijevega oksida z izjemnimi lastnostmi. Pona\u0161a se z nizko elektri\u010dno prevodnostjo, visoko trdnostjo in izjemno trdoto po Mohsovi lestvici, poleg tega pa ima tudi velike skladi\u0161\u010dne zmogljivosti.<\/p>\n<p>\u010ceprav so lastnosti aluminijevega oksida impresivne, se o njegovi mikrostrukturi \u0161e vedno razpravlja. Razlog za to so nesoglasja glede polo\u017eaja kationov v njegovi prostorninski celici in glede tega, ali je prisoten intersticijski vodik.<\/p>\n<h2>g-Al2O3<\/h2>\n<p>Struktura aluminijevega oksida g-Al2O3 je klju\u010dna za razlago njegove reaktivnosti. Odlikujeta ga povr\u0161inska plast, ki je popolnoma zaklju\u010dena s kisikom, in pod njo 53% sklenjene dvojne plasti Al, ki so popolnoma zaklju\u010dene s kisikom. Ko je izpostavljen vlagi, lahko tvori aktivni aluminijev oksid (g-Al(OH)3) ali delno hidroksilirane aluminije, kot je g-Al2O3-c, ki imajo zaradi strukturnih razlik med njimi razli\u010dne reaktivne lastnosti.<\/p>\n<p>Kristalno strukturo g-Al2O3 smo preu\u010devali s selektivno difrakcijo elektronov (SAED) in pra\u0161no rentgensko difrakcijo (XRD). Analiza SAED ka\u017ee, da so prevladujo\u010de strukturne napake antifazne meje na ravninah re\u0161etke, ki povzro\u010dajo podre\u0161etne premike, vendar njihova natan\u010dna narava ostaja neopredeljena.<\/p>\n<p>Raziskava struktur g-Al2O3 je pokazala, da lahko konservativne in nekonservativne antifazne meje (APB), odvisno od njihove vrste, povzro\u010dijo premike v polo\u017eaju kationskih mest ali praznih oktaedri\u010dnih mest; poleg tega njihova prisotnost vpliva tudi na stabilnost kristalne strukture kristala Alumina.<\/p>\n<p>Ti nekonservativni APB imajo velik vpliv na strukturne lastnosti g-Al2O3. Polo\u017eaj kationov lahko spremenijo do 0,2 oziroma 0,45 za vsak APB, pri \u010demer so potrebni dodatni APB, da bi dobili specifi\u010dne vektorje premika.<\/p>\n<p>Nekonservativne APB se lahko ustvarijo z razli\u010dnimi mehanizmi, vklju\u010dno z enostavnimi drsnimi in rotacijskimi mejami. Ti mehanizmi ustvarjajo razli\u010dne modele mikrostrukture, ki vodijo do razli\u010dnih reaktivnosti aluminijevega oksida; razumevanje njegove strukture je bistvenega pomena za u\u010dinkovito uravnavanje njegove reaktivnosti in toplotne stabilnosti.<\/p>\n<h2>d-Al2O3<\/h2>\n<p>Aluminijev oksid (aluminijev(III) oksid) je spojina, sestavljena iz dveh atomov aluminija in treh atomov kisika v enakem razmerju, ki se uporablja kot abrazivni in ognjevzdr\u017eni material ter je bistvenega pomena pri proizvodnji kovinskega aluminija. Aluminijev oksid ima razli\u010dne fizikalne in kemijske lastnosti, zaradi katerih ga je mogo\u010de enostavno izdelati v razli\u010dne izdelke z razli\u010dnimi oblikami, hkrati pa je dobro odporen proti koroziji in obrabi. Postal je ena od glavnih sestavin pri proizvodnji te elementarne kovine. Najdemo ga tudi kot del \u0161tevilnih formulacij, ki se uporabljajo v proizvodnem procesu izdelave kovinskega aluminija. Ima tudi sestavni del v proizvodnem procesu, njegova proizvodnja pa je klju\u010dna za samo proizvodnjo te elementarne kovine!<\/p>\n<p>V pe\u010deh Higginsovega tipa pri temperaturi 1350-1550 stopinj Celzija nastane struktura aluminijevega oksida, medtem ko se z vodo hlajene jeklene ali ogljikove posode, ki vsebujejo ohlajeno jeklo ali ogljikove posode, uporabljajo za hitro ohlajanje in kristalizacijo, preden se staljen material izlije za hitro kristalizacijo in hitro ohlajanje taline. Ko se ohladi, se grobo kristalini\u010dni aluminijev oksid zdrobi za uporabo v sintranih materialih z visoko gostoto kot osnova sintranih materialov z visoko gostoto, zasnovanih posebej za zahtevna okolja ali aplikacije.<\/p>\n<p>Aluminij se zaradi svojih edinstvenih fizikalnih in kemijskih lastnosti pona\u0161a z izjemno odpornostjo proti koroziji in obrabi, zato je primeren za uporabo v te\u017ekih okoljih, kot so raziskovanje nafte in plina, avtomobilska in letalska proizvodnja, obrati za kemi\u010dno predelavo in rezervoarji za shranjevanje kemikalij. Poleg tega se ti materiali lahko uporabljajo tudi pri izdelavi rezalnih in brusilnih orodij s pove\u010danimi zahtevami glede odpornosti proti obrabi.<\/p>\n<p>Aluminij ni le odli\u010dno odporen proti koroziji in obrabi, temve\u010d je zaradi svoje nizke toplotne prevodnosti in visokega tali\u0161\u010da idealen tudi za izdelavo toplotne izolacije in drugih toplotno odpornih komponent. Poleg tega je zaradi njegove nizke gostote proizvodnja preprosta, saj je mogo\u010de zlahka oblikovati razli\u010dne oblike.<\/p>\n<p>Atomska struktura aluminijevega oksida je podobna tesno zapakiranemu heksagonalnemu kristalnemu sistemu, v katerem so kisikovi ioni povezani s kovalentnimi vezmi med oktaedri\u010dnimi centri. Aluminijevi ioni zavzemajo dve tretjini teh vmesnikov, medtem ko njihovi centri zavzemajo eno tretjino. Zaradi tega je izjemno ognjevzdr\u017een material z nizkimi lastnostmi elektri\u010dne prevodnosti.<\/p>\n<p>Kovinski aluminij mo\u010dno reagira z atmosferskim kisikom, zato se na njegovi povr\u0161ini tvori tanka plast aluminijevega oksida, ki prepre\u010duje nadaljnjo oksidacijo. Ta postopek se imenuje anodiziranje in se pogosto uporablja pri \u0161tevilnih aluminijevih zlitinah, da bi pove\u010dal odpornost proti koroziji, hkrati pa ustvaril bolj gladko in tr\u0161o povr\u0161ino, ki pove\u010da natezno trdnost.<\/p>\n<h2>th-Al2O3<\/h2>\n<p>Aluminijev oksid (Al2O3) je anorganska kemi\u010dna spojina s kemijsko formulo Al2O3, ki se pogosto uporablja v najrazli\u010dnej\u0161ih industrijah. Aluminij je sestavljen iz atomov aluminija in kisika, ki so med seboj povezani v heksagonalno kristalno strukturo (hcp), in je ena od najbolj priljubljenih aluminijevih spojin, ki se danes uporabljajo; proizvodnja, taljenje in protipo\u017earna za\u0161\u010dita so klju\u010dne aplikacije za uporabo aluminijevega oksida, prav tako pa se uporabljajo \u0161tevilne surovine, kot so kemikalije, steklo in keramika, ki uporabljajo njegove lastnosti, zaradi katerih je aluminijev oksid nepogre\u0161ljiv material.<\/p>\n<p>Struktura th-Al2O3 se pona\u0161a z veliko specifi\u010dno povr\u0161ino in majhno porazdelitvijo velikosti por, zato je zelo cenjen material za nosilce katalizatorjev, pri katerih imajo njegove pore pomembno vlogo pri podpiranju njihove funkcionalnosti. Al2O3 je tudi izjemen abraziv, zato je bistvena sestavina v rezalnih orodjih in drugih abrazivnih aplikacijah. Zaradi svoje kristalne strukture lahko th-Al2O3 prenese visoke temperature, njegove \u0161tevilne pore pa omogo\u010dajo nastanek kristalov aluminijevega oksida. Faza th-Al2O3 je lahko koristna tudi za elektri\u010dne aplikacije. Kerami\u010dne preproge, izdelane iz tega materiala, se na primer name\u0161\u010dajo v dimne kanale elektrarn na premog, da se za\u0161\u010ditijo pred obrabo; poleg tega je sestavni del izolatorjev in protipo\u017earnih premazov.<\/p>\n<p>Ta material se proizvaja predvsem iz minerala boksita. Boksitna ruda vsebuje gibbit (Al(OH)3), boemit (g-AlO(OH)3) in diasporo (a-AlO(OH)3) ter ne\u010disto\u010de, kot so med drugim kremen in silikati. Ko se izkoplje iz zemlje, se zmelje v suspenzijo, ki vsebuje me\u0161anico g-AlO(OH), a-AlO(OH)3 in b-AlO(OH)3. Ta dragoceni mineral se pridobiva s taljenjem v talilni pe\u010di.<\/p>\n<p>Al2O3 je ve\u010d kot le u\u010dinkovito abrazivno sredstvo; je tudi odli\u010den nosilec katalizatorjev. Uporablja se za razli\u010dne reakcije, vklju\u010dno s petrokemi\u010dnimi, zaradi svoje zelo topne strukture pa je primeren tudi za podporo encimom. Poleg tega je Al2O3 sestavni del surovin za proizvodnjo keramike, abrazivov in ognjevarnih premazov.<\/p>\n<h2>c-Al2O3<\/h2>\n<p>Aluminij je nepogre\u0161ljiv industrijski material, ki je pomembno prispeval k izbolj\u0161anju \u017eivljenja in dru\u017ebe po vsem svetu. Zaradi svojih kemijskih, toplotnih in mehanskih lastnosti se aluminijev oksid \u0161iroko uporablja v sodobni tehnologiji - s svojo toplotno stabilnostjo prispeva k proizvodnji aluminijevih zlitin, ki pove\u010dujejo varnost in u\u010dinkovitost v avtomobilski in elektrotehni\u010dni industriji, medtem ko s svojo trdoto pomaga ustvarjati rezalna orodja ali abrazivne materiale, ki jih uporabljajo proizvajalci rezalnih orodij.<\/p>\n<p>Ker ima aluminij visoko tali\u0161\u010de in nizek koeficient raztezanja, se pona\u0161a z ve\u010d za\u017eelenimi lastnostmi za uporabo v aplikacijah za filtriranje vode in kemi\u010dno obdelavo, poleg tega pa je odporen proti koroziji in obrabi ter se lahko uporablja tudi kot material za elektri\u010dni izolator. Poleg tega lahko zaradi svojega oksidacijskega stanja +3 oddaja ali sprejema elektrone, kar omogo\u010da razli\u010dne reakcije z drugimi elementi.<\/p>\n<p>V kombinaciji s cirkonijem tvori aluminijev oksid preprost evtekti\u010dni sistem, ki pri ohlajanju pri vi\u0161jih temperaturah ohrani tetragonalno strukturo, kar pove\u010duje \u017eilavost in zmanj\u0161uje krhkost. Aluminij-cirkonijeva keramika je priljubljena izbira za izdelavo polprevodni\u0161kih naprav; poleg tega je aluminij sestavni del proizvodnje silicijevega karbida (SiC), izjemno trdega in obstojnega materiala, primernega za visokotemperaturna okolja.<\/p>\n<p>Aluminij je kemi\u010dno inertna anorganska spojina s formulo Al2O3 brez vonja. Ta anorganski material se imenuje tudi Alum, Alundum ali Boksit, znan pa je tudi pod drugimi imeni, kot so Alum, Alundum ali Boksit. V naravi ga najdemo v obliki kristalov korunda, iz njega pa nastanejo rubini in safirji, katerih \u017eivo rde\u010di odtenek je posledica primesi kroma, modro-zeleni odtenek pa je posledica primesi \u017eeleza oziroma titana. Aluminij se uporablja tudi kot abraziv za brusni papir in kot sestavina steklarskih emajlov ter kot pomemben adsorbent plinov ali vodnih hlapov.<\/p>\n<p>Izpostavljenost aluminijevemu oksidu lahko povzro\u010di plju\u010dno bolezen. Pri vdihavanju radioaktivno ozna\u010denega 26Al se ta ve\u017ee z makrofagi v plju\u010dih in se kopi\u010di, kar lahko povzro\u010di atrofi\u010dne bronhiole ali majhne plju\u010dne arteriole; poleg tega je bilo dokazano, da pri podganah povzro\u010da limfoidno hiperplazijo, pri hr\u010dkih pa tudi \u017eari\u0161\u010dna obmo\u010dja lipoidne plju\u010dnice.<\/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=\"Struktura aluminijevega oksida\" 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. It boasts low electric conductivity, high strength and [&hellip;]<\/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":"default","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":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","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-116","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-alumina-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=116"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":185,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/116\/revisions\/185"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=116"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=116"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=116"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}