工業(yè)氧化鋁是由鋁礬土(Al2O3·3H2O)和硬水鋁石制備的,對(duì)于純度要求高的Al2O3,一般用化學(xué)方法制備。Al2O3有許多同質(zhì)異晶體,已知的有10多種,主要有3種晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)也不同,在1300℃以上的高溫時(shí)幾乎完全轉(zhuǎn)化為α-Al2O3。
氧化鋁含有元素鋁和氧。若將鋁礬土原料經(jīng)過(guò)化學(xué)處理,除去硅、鐵、鈦等的氧化物而制得的產(chǎn)物是純度很高的氧化鋁原料,Al2O3含量一般在99%以上。礦相是由40%~76%的γ- Al2O3和24%~60%的α- Al2O3組成。γ- Al2O3于950~1200℃可轉(zhuǎn)變?yōu)棣? Al2O3,同時(shí)發(fā)生顯著的體積收縮。
α型氧化鋁
在α型氧化鋁的晶格中,氧離子為六方緊密堆積,Al3+對(duì)稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心,晶格能很大,故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高.α型氧化鋁不溶于水和酸,工業(yè)上也稱鋁氧,是制金屬鋁的基本原料;也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實(shí)驗(yàn)儀器;還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等;高純的α型氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料;還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基.
γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得,工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積,Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。γ型氧化鋁不溶于水,能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液,將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁.γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì),每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米,活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無(wú)色或微帶粉紅的圓柱型顆粒,耐壓性好.在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體;在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑,還用于色層分析;在實(shí)驗(yàn)室是中性強(qiáng)干燥劑,其干燥能力不亞于五氧化二磷,使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復(fù)使用。
氧化鋁適用于多種干濕處理工藝,可將任何工件的粗糙表面打磨精細(xì),是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的磨料之一。這種尖銳有菱角的人工合成磨料具有僅次于金剛石的硬度,尤其適合對(duì)鐵質(zhì)污染有嚴(yán)格要求時(shí)使用。用于粗糙的切割,也可制成卵石形對(duì)尺寸精密的工件進(jìn)行處理,來(lái)達(dá)到極低的粗糙度。由于它的高密度、尖銳、菱角結(jié)構(gòu),因此它是快速的切割磨料之一。
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