آلومینیوم اکسید Aluminium Oxide

اکسید آلومینیوم (Al2O3)  یک خانواده از ترکیبات غیرآلی با فرمول شیمیایی Al2O3 است. این اکسید یک اکسید آمفوتر مهم است. اکسید آلومینیوم نام های تجاری متنوعی مانند آلومینا، کوراندوم (corundum) و…. دارد. نام های تجاری متنوع اکسید آلومینیوم نشان دهنده ی گستره ی وسیع استفاده از این ماده در صنعت است. استفاده ی عمده از اکسید آلومینیوم برای تولید فلز آلومینیوم است. اگر چه این ماده همچنین به عنوان ساینده (به خاطر سختی بالا) و به عنوان یک ماده ی دیرگداز (به خاطر دمای ذوب بالا) استفاده می شود.

آلومینای فعال

آلومینای راکتیو یا فعال معمولا به آلومینایی گفته می شود که خلوص نسبتا بالا و اندازه کریستالی کوچکی داشته باشد. این اکسید آلومینیوم باید بتواند بدنه ­ای را تشکیل بدهد که دانسیته­‌ی پس از پخت آن بالا و در دمای پخت نسبتا پایین (حدود ۱۵۵۰-۱۶۵۰ درجه سانتیگراد) داشته باشد. در این آلومینا به دلیل دمای پایین کلسیناسیون درصد فازهای غیر α زیاد است. به خاطر بالا بودن فعالیت شیمیایی فازهای غیر α در آلومینا، این نوع آلومینا دارای فعالیت شیمیایی بالایی است و بنابراین برای ساخت کاتالیزورها و پایه کاتالیزور مناسب است.

آلومینای تبولار

با تبلور مجدد کوراندوم (اکسید آلومینیوم بلوری) ماده جدیدی به اسم آلومینای تبولار تولید می شود. مورفولوژی این ماده به صورت کریستال­‌های بزرگ، پهن و ورقه­‌ای شکل از کوراندوم است.

نحوه تولید این نوع آلومینا به این صورت است پس از رسوب دادن آلومینای کلسینه شده، ماده به دست آمده تحت فرایند اکستروژن قرار گرفته و در ادامه پرس می شود. با حرارت دادن ماده به دست آمده در یک کوره با دمای زیر نقطه­‌ی ذوب (۱۸۵۰-۱۷۰۰ درجه سانتیگراد) این نوع آلومینا تولید می شود.

آلومینای تبولار در کاربردهایی مانند بستر کاتالیزوری استفاده می شود. به علت خاصیت زینتر شدن این مواد، تخلخل آن ها پایین است. مهم ترین ویژگی این ماده پایداری شیمیایی خوب و دیرگدازی بالا است؛ در نتیجه برای استفاده در صنعت دیرگداز می تواند گزینه مطلوبی به حساب آید. در واقع مهم ترین کاربرد این نوع آلومینا در ساخت دیرگدازهای ریختنی و شکل‌­دار است.
اکسید آلومینیوم به دلیل ضد سایش بودن و سختی بالا به عنوان ساینده برای تولید گلوله های آسیا، سمباده ها، ابزارهای برشی و سیم های هدایت کننده در حدیده ها استفاده می شود. این اکسید به دلیل مقاومت حرارتی بالا گزینه مناسبی برای تیغه های فلزی محسوب می شود که در سرعت های کاری بالا دفرمه می شوند.

قطعات دیرگداز

اکسید آلومینیوم به دلیل داشتن نقطه ذوب بالا، عایق بودن و مقاومت شیمیایی خوب گزینه خوبی برای ساخت  بلوک و لوله های نسوز، غلاف ترموکوپل و بوته ذوب است. به علت پایداری حرارتی و شیمیایی خوب نسوزهای آلومینایی می توان آن ها را در هر دو محیط قلیایی و اسیدی به کار برد. به عنوان مثال نسوزهای زاک که شامل ۵۰ درصد اکسید آلومینیوم ، ۴۰ درصد زیرکونیا و ۱۰ درصد سیلیس است، جهت وان های ذوب شیشه استفاده می شود.

مواد مغناطیسی

آلومینا یک ماده دیامغناطیس یا غیرمغناطیسی است و در برابر جرقه عایق است. این سرامیک می تواند تخلیه الکتریکی حدود چند صد هزار ولتی را برای چندین ساعت تحمل نماید و از طرفی به علت استحکام پیچشی خوب می تواند به عنوان پایه شمع اتومبیل، پرسلان ها و مقره های الکتریکی استفاده شود.

ایمپلنت های پزشکی

در کاربردهای فیزیولوژی درون بدن، زیست سازگاری اهمیت زیادی دارد. کوچکترین واکنش بیومواد استفاده شده با الکترولیت های بدن می تواند باعث مشکلاتی مثل سمیت، لختگی خون و یا حتی مرگ شود. همچنین قطعه مورد استفاده باید مقاومت در برابر سایش، خوردگی و استحکام مناسبی در بدن داشته باشد. با توجه به این موضوع، آلومینا یکی از مواد مورد استفاده در ساخت کامپوزیت های سرامیکی برای استفاده در بدن است.

جهت ساخت قطعات بیوسرامیکی از مخلوط پودر آلومینا با یک ماده افزودنی چون متیل سلولز استفاده می کنند. سپس این مخلوط را از لوله های باریک کاربید تنگستن عبور می دهند تا فرم مورد نظر را به خود بگیرد. متیل سلولز جهت افزایش شکل پذیری و پلاستیسیته آلومینا به کار می رود.

کاربرد در صنعت نساجی

آلومینا و اکسید تیتانیم به جهت مقاومت به سایش خوب و داشتن سطحی صیقلی و ضد اصطکاک به عنوان هدایت کننده الیاف نساجی و تغییر جهت آن ها در صنعت نساجی مورد استفاده قرار می گیرد.