Aluminiumoxid, auch Aluminiumoxid genannt, synthetisch hergestelltes Aluminiumoxid, Al2O3, eine weiße oder nahezu farblose kristalline Substanz, die als Ausgangsmaterial für das Schmelzen von Aluminiummetall verwendet wird. Es dient auch als Rohstoff für eine breite Palette fortschrittlicher keramischer Produkte und als Wirkstoff in der chemischen Verarbeitung.
(Oben und Mitte) W.H. Rhodes und G.C. Wei in R.W. Cahn und M.B. Bever (Hrsg.), Enzyklopädie der Materialwissenschaften und -technik, Supplementary Vol. 3, © 1993 Pergamon Presse; (unten) General Electric Company
Aluminiumoxid wird aus Bauxit hergestellt, einem natürlich vorkommenden Erz, das variable Mengen an wasserhaltigen (wasserhaltigen) Aluminiumoxiden enthält. Freies Al2O3 kommt in der Natur als Mineralkorund und seine Edelsteinformen Saphir und Rubin vor; Diese können synthetisch aus Aluminiumoxid hergestellt werden und werden gelegentlich als Aluminiumoxid bezeichnet, aber der Begriff ist richtiger auf das Material beschränkt, das in der Aluminiummetallurgie, Industriekeramik und chemischen Verarbeitung verwendet wird.
(Oben und Mitte) W.H. Rhodes und G.C. Wei in R.W. Cahn und M.B. Bever (Hrsg.), Enzyklopädie der Materialwissenschaften und -technik, Supplementary Vol. 3, © 1993 Pergamon Presse; (unten) General Electric Company
Etwas Aluminiumoxid wird immer noch durch Schmelzen von Bauxit in einem Elektroofen hergestellt, in einem Verfahren, das Anfang des 20.Jahrhunderts für die Schleifmittelindustrie entwickelt wurde, aber das meiste wird jetzt aus Bauxit durch das Bayer-Verfahren gewonnen, das 1888 für die Aluminiumindustrie entwickelt wurde. Im Bayer-Prozess wird Bauxit zerkleinert, in einer Lösung von Natriumhydroxid gemischt und mit Kristallen ausgesät, um Aluminiumhydroxid auszufällen. Das Hydroxid wird in einem Ofen erhitzt, um das Wasser abzutreiben und mehrere Grade von körnigem oder pulverförmigem Aluminiumoxid zu erzeugen, einschließlich aktiviertem Aluminiumoxid, schmelzfähigem Aluminiumoxid und kalziniertem Aluminiumoxid.Aktiviertes Aluminiumoxid ist eine poröse, körnige Substanz, die als Substrat für Katalysatoren und als Adsorbens zur Entfernung von Wasser aus Gasen und Flüssigkeiten verwendet wird. Aluminiumoxid in Schmelzqualität macht 90 Prozent des gesamten produzierten Aluminiumoxids aus; Es wird zu Aluminiumwerken transportiert, wo es zu Aluminiummetall elektrolysiert wird. Kalziniertes Aluminiumoxid wird zu einer Vielzahl von keramischen Produkten verarbeitet, darunter Zündkerzenisolatoren, integrierte Schaltungspakete, Knochen- und Zahnimplantate, Laborgeräte, Schleifpapierkörner und Schleifscheiben sowie feuerfeste Auskleidungen für Industrieöfen. Diese Produkte weisen die Eigenschaften auf, für die Aluminiumoxid bekannt ist, einschließlich niedriger elektrischer Leitfähigkeit, Beständigkeit gegen chemischen Angriff, hoher Festigkeit, extremer Härte (9 auf der Mohs-Härteskala, die höchste Bewertung ist 10) und hohem Schmelzpunkt (ungefähr 2.050 ° C oder 3.700 ° F).
Die Zähigkeit von Aluminiumoxid kann durch die Zugabe von Zirkoniumdioxidpartikeln oder Siliziumkarbid-Whiskern verbessert werden, wodurch es für industrielle Schneidwerkzeuge geeignet ist. Auch kann das normalerweise opake Material durch Zugabe kleiner Mengen Magnesia transluzent gemacht werden. Transluzentes Aluminiumoxid wird als Gasbehälter in Natriumdampf-Hochdruckstraßenlaternen eingesetzt.