ویژگی ها و تولید اکسید آلومینیوم
.اکسید آلومینیوم
سنگ سنباده-3d-توپ.pngname
اکسید آلومینیوم 2.jpg
شناسهها
شماره CAS
1344-28-1 بررسی
مدل 3D (JSmol)
تصویر تعاملی
تصویر تعاملی
چمبل
ChEMBL3707210
عنکبوت
8164808 بررسی
بانک مواد
DB11342
Echa InfoCard 100.014.265 ویرایش این در ویکیداده
شماره EC
215-691-6
PUBCHEM CID
9989226
شماره RTEC
BD120000
UNII
بررسی LMI26O6933
داشبورد CompTox (سازمان حفاظت محیط زیست)
DTXSID1052791
اینچی
لبخند
ویژگیها
فرمول شیمیایی Al2O3
جرم مولی 101.960 g·mol-1
ظاهر جامد سفید
بوی بی بو
تراکم 3.987 g/cm3
نقطه ذوب 2,072 °C (3,762 °F; 2,345 K)[3]
نقطه جوش 2,977 °C (5,391 °F; 3,250 K)[4]
حلالیت در آب نامحلول
حلالیت نامحلول در تمام حلال ها
ورود P 0.31860[1]
حساسیت مغناطیسی (x) -37.0×10-6 سانتی متر 3/مول
هدایت حرارتی 30 W * m-1 * K-1[2]
ضریب شکست (nD) nw=1.768–1.772
ne=1.760-1.763
دوشکستگی 0.008
ساختار
ساختار کریستال Trigonal، hR30
گروه فضایی R3c (شماره 167)
ثابت شبکه
a = 478.5 pm ، c = 1299.1 pm
هندسه هماهنگی هشت سطحی
ترموشیمی
مولر مقاربتی
آنتروپی (So298) 50.92 J·mol-1 * K-1[5]
آنتالپی Std از
تشکیل (ΔfH⦵298) -1675.7 kJ/مول[5]
فارماکولوژی
Atc کد D10AX04 (که)
خطرات
برگه اطلاعات ایمنی: صفحه داده
Ghs pictograms GHS07: مضر
NFPA 704 (آتش الماس)
NFPA 704 چهار رنگ الماس
000
نقطه اشتعال غیر قابل اشتعال
NIOSH (محدودیت قرار گرفتن در معرض سلامت ایالات متحده):
PEL (مجاز) OSHA 15 میلی گرم/m3 (گرد و غبار کل)
OSHA 5 میلی گرم/m3 (کسر تنفسی)
ACGIH / TLV 10 mg/m3
نگارش (توصیه می شود) هیچ یک
Idlh (خطر فوری) N. d.]
ترکیبات مرتبط
سایر هیدروکسید آلومینیوم آنیون
سولفید آلومینیوم
سلناید آلومینیوم
کاتیون های دیگر تری اکسید بور
اکسید گالیم
اکسید ایندیوم
اکسید تالیوم
صفحه اطلاعات تکمیلی
ساختار و
خواص ضریب شکست (n),
ثابت دی الکتریک (er) ، و غیره
ترمودینامیکی
رفتار فاز داده
جامد–مایع-گاز
داده های طیفی uv ، IR ، NMR، MS
به جز جایی که در غیر این صورت ذکر شده است ، داده ها برای مواد در حالت استاندارد خود (در 25 °C ، 100 kPa) داده می شود.
اکسید آلومینیوم یک ترکیب شیمیایی آلومینیوم و اکسیژن با فرمول شیمیایی Al2O3 است. این اغلب از چندین اکسید آلومینیوم اتفاق می افتد و به طور خاص به عنوان اکسید آلومینیوم(iii) شناخته می شود. این است که معمولا به نام آلومینا و همچنین ممکن است به نام الکسید, آلوکسیت, یا alundum بسته به فرم های خاص و یا برنامه های کاربردی. این به طور طبیعی در فاز پلی مورفیک کریستالی α-Al2O3 به عنوان سنگ سنباده معدنی رخ می دهد ، گونه هایی که سنگ های قیمتی قیمتی یاقوت و یاقوت کبود را تشکیل می دهند. Al2O3 قابل توجه در استفاده از آن برای تولید فلز آلومینیوم به عنوان یک ساینده با توجه به سختی آن و به عنوان مواد نسوز با توجه به آن نقطه ذوب بالا.
وقوع طبیعی
سنگ سنباده رایج ترین شکل کریستالی طبیعی اکسید آلومینیوم است. یاقوت و یاقوت کبود اشکال گوهر با کیفیت از سنگ سنباده ، که مدیون رنگ مشخصه خود را برای ردیابی ناخالصی هستند. یاقوت مشخصه رنگ قرمز عمیق و کیفیت لیزر خود را با اثری از کروم داده می شود. یاقوت کبود در رنگ های مختلف داده شده توسط ناخالصی های مختلف دیگر مانند آهن و تیتانیوم آمده است. فرم δ بسیار نادر است ، به عنوان deltalumite معدنی رخ می دهد.
ویژگیهای اکسید آلومینیوم
ویژگیهای اکسید آلومینیوم آن را به ماده ای پرکاربرد تبدیل نموده است.
اکسید آلومینیوم به شکل پودر آن.
اکسید آلومینیوم به شکل پودر آن.
Al2O3 یک عایق الکتریکی است اما دارای هدایت حرارتی نسبتا بالا (30 Wm-1K-1) برای مواد سرامیکی است. اکسید آلومینیوم در آب نامحلول است. در آن اغلب اتفاق می افتد و شکل بلوری به نام سنگ سنباده یا α-آلومینیوم اکسید سختی آن باعث می شود آن را مناسب برای استفاده به عنوان یک ساینده و به عنوان یک جزء در ابزار برش.
اکسید آلومینیوم مسئول مقاومت آلومینیوم فلزی به هوا است. آلومینیوم فلزی با اکسیژن اتمسفر بسیار واکنش پذیر است و یک لایه نازک از اکسید آلومینیوم (ضخامت 4 نانومتر) بر روی هر سطح آلومینیومی در معرض در صدها پیکو ثانیه تشکیل می شود.[منبع بهتر مورد نیاز این لایه فلز محافظت از اکسیداسیون بیشتر. ضخامت و خواص این لایه اکسید را می توان با استفاده از یک فرایند به نام anodising افزایش یافته است. تعدادی از آلیاژهای مانند آلومینیوم برنز, بهره برداری از این اموال از جمله نسبت آلومینیوم در آلیاژ به منظور افزایش مقاومت در برابر خوردگی. آلومینیوم اکسید تولید شده توسط anodising است که به طور معمول بی نظم اما ترشحات کمک فرآیندهای اکسیداسیون مانند پلاسما الکترولیتی اکسیداسیون و در نتیجه قابل توجهی نسبت کریستالی اکسید آلومینیوم در پوشش افزایش سختی آن است.
اکسید آلومینیوم لیست مواد شیمیایی سازمان حفاظت محیط زیست ایالات متحده در سال 1988 گرفته شده است. اکسید آلومینیوم در فهرست موجودی انتشار مواد سمی سازمان حفاظت محیط زیست است اگر فرم فیبری است.
طبیعت آمفوتریک
اکسید آلومینیوم است amphoteric ماده به معنی آن می تواند واکنش نشان می دهند با هر دو اسیدها و بازها مانند هیدروفلوئوریک اسید و سدیم هیدروکسید اقدام به عنوان یک اسید با یک پایه و یک پایه با یک اسید خنثی سازی دیگر و تولید نمک.
Al2O3 + 6 hf → 2 AlF3 + 3 H2O
Al2O3 + 2 naoh + 3 h2o → 2 naal (OH)4 (آلومینات سدیم)
ساختار
سنگ سنباده از برزیل, اندازه مورد 2×3 سانتی متر.
رایج ترین شکل اکسید آلومینیوم کریستالی به عنوان سنگ سنباده شناخته شده است که فرم ترمودینامیکی پایدار است.[13] یون های اکسیژن به صورت یک ساختار نزدیک به شش ضلعی بسته بندی شده با یون های آلومینیومی پر کردن دو سوم از interstices هشت ضلعی. هر Al3 + مرکز هشت وجهی است. از لحاظ کریستالوگرافی آن ، corundum یک شبکه Trigonal bravais را با یک گروه فضایی r3c (شماره 167 در جداول بین المللی) تصویب می کند. سلول اولیه شامل دو واحد فرمول اکسید آلومینیوم است.
اکسید آلومینیوم نیز وجود دارد در دیگر metastable مراحل از جمله مکعب γ و η مرحله monoclinic θ فاز شش ضلعی χ مرحله orthorhombic κ فاز و δ مرحله است که می تواند tetragonal یا orthorhombic.[13] [14] هر کدام از این ساختار کریستال منحصر به فرد و خواص. Γ-al2o3 مکعبی دارای کاربردهای فنی مهم. به اصطلاح β-Al2O3 ثابت می شود NaAl11O17.[15]
اکسید آلومینیوم مذاب در نزدیکی دمای ذوب تقریبا 2/3 چهار ضلعی است (به عنوان مثال 2/3 از Al توسط احاطه 4 همسایگان اکسیژن), و 1/3 5-هماهنگ, با بسیار کمی (<5%) هشت سطحی al-o حاضر. در حدود 80% از اتم های اکسیژن هستند مشترک میان سه یا بیشتر Al-O polyhedra و اکثر اینتر-چند وجهی اتصالات گوشه-های با باقی مانده 10-20% بودن لبه های. شکست هشتادرا بر ذوب با افزایش حجم نسبتا بزرگ (~20٪) همراه است ، تراکم مایع نزدیک به نقطه ذوب آن 2.93 g/cm3 است. ساختار آلومینا مذاب وابسته به درجه حرارت و کسری از است 5- و 6 برابر آلومینیوم را افزایش می دهد در طول خنک کننده (و supercooling) ، در هزینه واحد AlO4 چهار ضلعی ، نزدیک ترتیبات ساختاری محلی موجود در آلومینا آمورف.
تولید
همچنین نگاه کنید به: فهرست کشورها توسط تولید اکسید آلومینیوم
مواد معدنی هیدروکسید آلومینیوم جزء اصلی بوکسیت ، سنگ معدن اصلی آلومینیوم است. مخلوطی از مواد معدنی شامل بوکسیت سنگ معدن از جمله gibbsite (Al(OH)3), boehmite (γ-AlO(OH)) و diaspore (α-AlO(OH)) همراه با ناخالصی های اکسید آهن و hydroxides کوارتز و خاک رس و مواد معدنی است. بوکسیت ها در laterites یافت. بوکسیت توسط فرایند بایر خالص شده است:
Al2O3 + H2O + Naoh → Naal (OH)4
Al (OH)3 + Naoh → NaAl (OH)4
به جز SiO2 ، اجزای دیگر بوکسیت در پایه حل نمی شوند. پس از فیلتر کردن مخلوط پایه ، Fe2O3 حذف می شود. هنگامی که مشروب بایر سرد می شود ، Al(OH)3 رسوب می کند ، سیلیکات ها را در محلول قرار می دهد.
Naal (OH)4 → naoh + Al (OH)3
جامد Al (OH)3 Gibbsite سپس calcined (گرم به بیش از 1100 °C) به اکسید آلومینیوم:
2 al (OH)3 → al2o3 + 3 H2O
اکسید آلومینیوم محصول گرایش به چند فاز ، یعنی ، متشکل از چند مرحله از اکسید آلومینیوم به جای صرفا سنگ سنباده. بنابراین فرایند تولید می تواند بهینه سازی شود برای تولید یک محصول مناسب. به عنوان مثال ، نوع فازهای موجود بر ساختار حلالیت و منافذ محصول اکسید آلومینیوم تاثیر می گذارد که به نوبه خود بر هزینه تولید آلومینیوم و کنترل آلودگی تاثیر می گذارد.
منبع: