Precios y propiedades del óxido de aluminio 99%
Alúmina / óxidos de aluminio
La alúmina es el compuesto de oxígeno del elemento químico aluminio. En el campo técnico, la alúmina se conoce como electrocorindón (ELK).
Alúmina
Extracción y presentación.
A partir de bauxita, el hidróxido de aluminio se obtiene por digestión en solución de hidróxido de sodio (proceso Bayer). Al eliminar el agua, por ejemplo mediante cocción, sinterización o calcinación, se obtiene alúmina.
La preparación de alúmina también se puede realizar mediante la deshidratación cuidadosa de gibbsita (hidrargilita) o boehmita.
El óxido de aluminio también se forma durante la combustión del polvo de aluminio con perclorato de amonio en cohetes sólidos.
El aluminio de metal puro tiene una capa delgada de óxido de aluminio espontáneo (auto pasivación) después del almacenamiento en el aire, que lo protege de la corrosión. Mediante una capa de óxido de aluminio aplicada electrolíticamente, las superficies de aluminio de los objetos cotidianos están provistas de una capa protectora extremadamente dura (por ejemplo, dureza de Mohs 9) y resistente a la corrosión mediante anodizado. Para la producción de condensadores electrolíticos para utilizar estos grados de aluminio anodizado.
La producción mundial de alúmina aumentó de 108 millones de toneladas en 2014 a un estimado de 118 millones de toneladas en 2015. Los tres mayores productores de alúmina fueron 2014 China (47,8 millones de toneladas), Australia (20,5 millones de toneladas) y Brasil (10,6 millones de toneladas). El USGS citó los precios promedio de importación de óxido de aluminio en EE.UU. en 410 USD / tonelada en 2015, mientras que los precios de importación de bauxita en el mismo año fueron de 28 USD / tonelada.
Como subproducto de la producción de alúmina, el lodo rojo, que contiene sosa cáustica corrosiva y metales pesados tóxicos, se almacena en todo el mundo en vertederos abiertos o se descarga en ríos.
Propiedades
modificaciones
Las modificaciones más importantes de la alúmina son:
el γ-Al2O3 cúbico (arcilla, material de partida para la producción de cerámica y aluminio)
el α-Al2O3 romboédrico (trigonal) (conocido como corindón mineral, zafiro o, para dopaje de cromo, rubí, como cerámica abrasiva y alúmina)
Asimismo, se conoce la β-alúmina (β-Al2O3), este es un error histórico. Esta es la combinación de Na2O y Al2O3 a Na2Al22O34 (Na2O · 11Al2O3), también conocido bajo el nombre mineral Diaoyudaoit
Propiedades electricas
Al2O3 es un muy buen aislante y tiene una resistencia dieléctrica muy alta de 35 kV / mm. La resistencia específica a 20 ° C es 1012 Ω m, a 1000 ° C cae a 107 Ω · m. La permitividad relativa es 9-10 a 100 MHz, el factor de pérdida es aproximadamente 10-4.
Propiedades térmicas
En condiciones estándar, la conductividad térmica debida a la resonancia de fonones tiene un valor relativamente alto de 35,6-39 para materiales cerámicos W · m-1 · K-1 (corindón de cristal único: 40 W · m-1 · K-1, cerámica densa con 96% Al2O3 25 W · m-1 · K-1), que aumenta bruscamente al disminuir la temperatura y disminuye al aumentar la temperatura a 1000 ° C hasta aproximadamente 5 W · m-1 · K-1.
El coeficiente de expansión está en el rango 6,5-8,9 · 10-6 K-1.
La temperatura de fusión es 2072 ° C, por lo tanto, la temperatura de aplicación de cerámica de alúmina de alta pureza debe ser inferior a 1900 ° C.
Propiedades quimicas
Al2O3 es una sal anfótera, es decir, puede reaccionar como un ácido (en combinación con una base) o como una base (en combinación con un ácido).
El γ-Al2O3 es un polvo higroscópico, blanco y suelto que no es soluble en agua, sino en ácidos y bases fuertes. Ya a partir de 800 ° C, el γ-Al2O3 cambia al α-Al2O3 que generalmente es insoluble en ácidos como bases.
γ-Al2O3 es un material poroso cuya estructura superficial puede verse fuertemente influenciada por el proceso de fabricación o su temperatura. En cromatografía, se utiliza como fase estacionaria.
El óxido de aluminio forma aluminatos con varios óxidos metálicos.
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de la cerámica de alúmina dependen de la pureza y la microestructura de la cerámica producida. Cuanto más pura es la variedad, generalmente se obtienen mejores propiedades, pero más complejo es todo el proceso de producción. Además de las propiedades enumeradas en la tabla a continuación, las cerámicas de alúmina también se caracterizan por sus muy buenas propiedades tribológicas y muy buen comportamiento de fricción y desgaste:
| Propiedad | 96% | 99,8% |
|---|---|---|
| densidad | 3,75 g / cm³ | 3,96 g / cm³ |
| resistencia a la flexión | 310 MPa | 630 MPa |
| módulo de Weibull | 13 | 15 |
| resistencia a la compresión | 2500 MPa | 4000 MPa |
| resistencia a la fractura | 4,0 MPam½ | 4,3 MPam½ |
| módulo | 350 GPa | 406 GPa |
| Dureza Vickers HV1 | 1620 MPa | 2000 MPa |
Utilizar
Alrededor del 70% de la producción anual mundial de 120, millones de toneladas de óxido de aluminio 2016 se utilizaron en la producción de aluminio metálico (proceso Hall-Héroult).
Circuito híbrido sobre un sustrato cerámico de alúmina
Tubos de descarga de sodio a alta presión con tubos de descarga (estas son las barras opacas en el interior) hechas de cerámica de alúmina transparente
El α-Al2O3 tiene una dureza Mohs de 9 a 9,5 y se procesa entre otras cosas para llevar piedras de instrumentos de medición y relojes, así como a abrasivos. La base de esto es a menudo el subproducto de aluminio acumulando Alundum.
Las alúminas calcinadas se utilizan en cerámica (p. Ej., En fregaderos, artículos de hotel, ropa a prueba de balas) o en el sentido más amplio como agentes de pulido (p. Ej., En limpiadores de vitrocerámica, productos para el cuidado del automóvil, forros de frenos, pastas dentales). Además, el α-Al2O3 sinterizado (corindón sinterizado) sirve como material refractario en revestimientos de hornos o equipos de laboratorio.
Contaminado por pequeñas cantidades de Cr2O3 o TiO2, el corindón forma las gemas rubí (piedras de reloj, piedras de dibujo, láser de rubí) y zafiro.
Los cristales individuales dopados con Ti2O3 Al2O3 forman el corazón del Titán: el láser de zafiro.
γ-Al2O3 sirve como adsorbente y como soporte de catalizador, así como también como catalizador.
En ingeniería eléctrica, la cerámica de alúmina se utiliza como dieléctrico debido a su bajo factor de pérdida dieléctrica. El campo principal de aplicación es la realización de líneas de banda y condensadores en tecnología de alta frecuencia. Las placas cerámicas de óxido de aluminio también sirven como sustrato para la tecnología de película gruesa, la tecnología de película delgada y las resistencias de detección de temperatura de platino (ver PT100). La buena metalización de esta cerámica también permite la soldadura directa de componentes electrónicos como resistencias o LED. La cerámica también actúa como disipador de calor al mismo tiempo. Estos sistemas electrónicos de cerámica son tan efectivos como los sistemas que contienen disipadores de calor metálicos. El óxido de aluminio también se utiliza para la producción de cuerpos de seguridad.
La alta resistencia dieléctrica y la temperatura máxima de funcionamiento de hasta 1900 ° C hacen del óxido de aluminio el aislante ideal para las bujías.
La cerámica de óxido de aluminio se utiliza en la construcción de plantas y máquinas, en particular para la protección contra el desgaste y la corrosión. Por ejemplo, los canales y canales de transporte, los molinos de tambor y los mezcladores están revestidos con baldosas cerámicas de alto rendimiento para aumentar la vida útil de los sistemas. La resistencia a la corrosión de las superficies de vidrio se puede aumentar significativamente con un recubrimiento de óxido de aluminio. También en soldadura por plasma, las boquillas hechas de alúmina han demostrado. Debido a las buenas propiedades tribológicas en componentes particulares como el sellado y la regulación de ruedas, cojinetes y ejes de cojinetes, las guías de hilo en la industria textil y las bolas y sartenes de articulación de cadera han demostrado ser endoprótesis. También es innovador el uso de tacos de cerámica en la pista de saltos de esquí.
La cerámica de alúmina de gran pureza, cristalina grande y, por lo tanto, transparente se utiliza para producir tubos de quemadores de lámparas de descarga de gas a alta presión (lámparas de vapor de sodio, lámparas de haluro metálico). Solía usarse como un material de ventana transparente ultravioleta para EPROM.
Los últimos procesos de sinterización permiten utilizar alúmina para la producción de vitrocerámica de nanoescala extremadamente fuerte, por ejemplo. B. Gafas de reloj de pulsera.
La cerámica Al2O3 también se ha utilizado recientemente en la armadura de vehículos. Las baldosas cerámicas están pegadas a una tela de aramida o Dyneema. Este tipo de armadura logra el doble del efecto protector del acero blindado con el mismo peso base. La cerámica fragmenta el proyectil y las fibras de aramida atrapan los fragmentos.
Al2O3 se comercializa como corindón, corindón semiprecioso y corindón normal conocido como corindón (ELK). En un horno eléctrico, se hace a aproximadamente 2.000 ° C. La torta de fusión resultante se rompe y se tamiza de acuerdo con los tamaños de grano especificados por DIN. El corindón noble se usa en la técnica como abrasivo en la fabricación de ruedas abrasivas. También se utiliza como agente de granallado y como polvo de pulido.
Otras alúminas
Además del óxido de aluminio trivalente, se conocen otros dos óxidos de aluminio en estados de oxidación inferiores, óxido de aluminio (I) y óxido de aluminio (II). Sin embargo, estos son estables solo a altas temperaturas en la fase gaseosa
Precios de óxidos de aluminio.
