L'oxyde d'aluminium
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| L'oxyde d'aluminium | |
|---|---|
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| Identificateurs | |
| Numéro CAS | 1344-28-1 |
| Propriétés | |
| Masse molaire | 101,96 g / mol |
| Densité | 3,97 g cm -3, solide |
| Point de fusion | 2054 ° C |
| Point d'ébullition | 2980 ° C |
| Solubilité dans l'eau | insoluble |
| Structure | |
| Coordination géométrie | octaédrique |
| Thermochimie | |
| Std enthalpie de formation Δ f H | -1675,7 KJ mol -1 |
| Molaire standard entropie S | 50,92 J mol -1 K -1 |
| Risques | |
| FS | MSDS externe |
| Classification UE | Non listé. |
| Point d'éclair | ininflammable |
| Des composés apparentés | |
| D'autres anions | l'hydroxyde d'aluminium |
| D'autres cations | le trioxyde de bore l'oxyde de gallium l'oxyde d'indium oxyde de thallium |
| Page de données supplémentaire | |
| Structure et propriétés | n, ε r, etc. |
| Thermodynamique données | comportement de phase Solide, liquide, gaz |
| Les données spectrales | UV, IR, RMN , MS |
| Sauf indication contraire, les données sont données pour le matériel dans leur état standard (à 25 ° C, 100 kPa) | |
| Références d'Infobox | |
L'oxyde d'aluminium est un l'oxyde amphotère de l'aluminium avec la formule chimique Al 2 O 3. Il est également communément appelé alumine ou de la Aloxite extraction , céramique et science des matériaux communautés. Elle est produite par la Du procédé Bayer la bauxite; son utilisation est plus importante dans la production d' aluminium métallique. Etant très dur, il est utilisé comme abrasif. Ayant un point de fusion élevé, il est utilisé en tant que matériau réfractaire.
Occurrence naturelle
Corindon est le naturel Forme cristalline de l'oxyde d'aluminium. Rubis et saphirs sont des formes de qualité gemme de corindon avec leurs couleurs caractéristiques en raison de traces d'impuretés dans la structure de corindon.
Propriétés
L'oxyde d'aluminium est un électrique isolant, mais est relativement élevée la conductivité thermique (40 W / m K). Dans sa forme cristalline le plus fréquent, appelé corindon ou d'oxyde α-aluminium, de sa dureté, il est approprié pour une utilisation en tant que abrasif et comme composant dans outils de coupe.
L'oxyde d'aluminium est responsable de la résistance de l'aluminium métallique à intempéries. Aluminium métallique est très réactif avec l'atmosphère de l'oxygène , et une mince couche de passivation d'alumine se forme rapidement sur ne importe quelle surface d'aluminium exposé. Cette couche protège le métal de l'oxydation. L'épaisseur et les propriétés de cette couche d'oxyde peut être améliorée en utilisant un processus appelé anodisation. Un nombre de alliages, tels que bronzes d'aluminium, y compris par exploitent une proportion d'aluminium dans l'alliage pour améliorer la résistance à la corrosion de cette propriété. L'alumine produite par anodisation est typiquement mais les procédés d'oxydation de décharge assistée amorphes tels que plasma suite à l'oxydation électrolytique dans une proportion significative de l'alumine cristalline dans le revêtement, améliorant son dureté.
L'oxyde d'aluminium a été retiré du Produits chimiques les listes de l'Environmental Protection Agency des États-Unis en 1988 . L'oxyde d'aluminium est sur la liste de l'EPA TRI si ce est une forme fibreuse.
Crystal structure
La forme la plus commune de l'alumine cristalline, l'oxyde α-aluminium, est connu comme le corindon . Corindon a un réseau de Bravais trigonal avec un groupe spatial R-3c (numéro 167 dans les Tables Internationales). Les ions d'oxygène forment presque une structure hexagonale compacte avec des ions d'aluminium de remplissage des deux tiers des interstices octaédriques.
Production
Aluminium oxyde, également connu que l'alumine, est le principal composant de la bauxite, le principal de minerai d'aluminium . Les plus grands fabricants au monde de l'alumine sont Alcoa, Alcan et Rusal. Les sociétés qui se spécialisent dans la production de spécialités oxydes et hydroxydes d'aluminium d'aluminium Alcan et comprennent Almatis. Le minerai de bauxite est composé impur de Al 2 O 3, Fe 2 O 3 et SiO 2. La bauxite est purifié par la Procédé Bayer:
- Al 2 O 3 + 3 H 2 O + 2 NaOH → 2NaAl (OH) 4
Le Fe 2 O 3 ne se dissout pas dans le socle. Le SiO 2 se dissout que le silicate Si (OH) 2- 6. Après filtration, Fe 2 O 3 est supprimé. Lorsque la liqueur Bayer est refroidi, Al (OH) 3 précipité, laissant les silicates en solution. Le mélange est ensuite calciné (chauffée fortement) pour donner l'oxyde d'aluminium:
2 Al (OH) 3 + chaleur → Al 2 O 3 + 3H 2 O
Al 2 O 3 formée est de l'alumine.
Utilisations
La production annuelle mondiale d'alumine est d'environ 45 millions de tonnes, plus de 90% de ce qui est utilisé dans la fabrication de l'aluminium métallique .. Les principales utilisations des oxydes d'aluminium de spécialité sont des réfractaires, des céramiques, de polissage et aux applications abrasives. Des tonnages importants sont également utilisés dans la fabrication de zéolites, les pigments de dioxyde de titane de revêtement et comme un coupe ignifuge / fumée.
Dans l'éclairage et de la photographie, de l'alumine est un moyen de chromatographie , disponible en base ( pH 9,5), acide (pH 4,5 lorsque dans l'eau) et les formulations neutres. En 1961, GE a développé " Lucalox ", une alumine transparente utilisée dans Les lampes à vapeur de sodium. L'oxyde d'aluminium est également utilisé dans la préparation de suspensions de revêtement en les lampes fluorescentes compactes.
applications de santé et médicales comprennent comme un matériau dans arthroplastie de la hanche, dans les filtres à eau (traitement de l'eau provenant des produits chimiques tels que sulfate d'aluminium, le chlorhydrate d'aluminium et aluminate de sodium, sont l'une des rares méthodes disponibles pour filtrer les fluorures solubles dans l'eau hors de l'eau), et même dans les formulations de pâte dentifrice.
L'oxyde d'aluminium est également utilisé pour sa résistance. La plupart des pré- bois fini planchers utilise maintenant l'oxyde d'aluminium comme un disque de protection revêtement. En 2004 , 3M a développé une technique pour faire une céramique composé d'oxyde d'aluminium et éléments de terres rares pour produire un solide verre appelé alumine transparent. L'alumine peut être cultivé en tant que revêtement d'aluminium par ou par anodisation plasma oxydation électrolytique (voir la section "Propriétés", ci-dessus). Tant ses caractéristiques de résistance et abrasifs sont dues à l'oxyde d'aluminium de grande dureté (position 9 sur le Échelle de Mohs ).
Il est largement utilisé comme une grossière ou fine abrasif, y compris comme un substitut beaucoup moins cher pour diamant industriel . De nombreux types de l'utilisation de papier de verre de cristaux d'oxyde d'aluminium. En outre, sa faible rétention de la chaleur et une faible chaleur spécifique font largement utilisé dans les opérations de broyage, en particulier outils coupure. Comme la poudre abrasive Aloxite minérale, il est un composant majeur, de même que de la silice , de la bout de la baguette "craie" utilisé dans billard. (Voir William A. Spinks, cue craie co-inventeur, pour plus d'informations.) De poudre d'oxyde d'aluminium est utilisé dans certains CD / DVD polissage et aux rayures kits de réparation. Ses qualités de polissage sont également à l'origine de son utilisation dans le dentifrice.
L'oxyde d'aluminium est largement utilisé dans la fabrication de supraconducteurs dispositifs, en particulier des transistors à un électron et de dispositifs d'interférence quantique supraconducteur ( SQUID), où il est utilisé pour former hautement résistif barrières tunnel quantique.
