Alúmina

Alúmina, también llamada óxido de aluminio, óxido de aluminio producido sintéticamente, Al2O3, una sustancia cristalina blanca o casi incolora que se utiliza como material de partida para la fundición de aluminio metálico. También sirve como materia prima para una amplia gama de productos cerámicos avanzados y como agente activo en el procesamiento químico.

alúmina opaca
alúmina opaca

En alúmina solidificada sin ayuda de sinterización química, los poros quedan atrapados dentro de los granos, dispersando la luz y contribuyendo a la opacidad del material.

(Top and centre)W. H. Rhodes and G. C. Wei in R. W. Cahn and M. B. Bever (eds.), Encyclopedia of Materials Science and Engineering, Supplementary Vol. 3, © 1993 Pergamon Press; (abajo) General Electric Company

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La alúmina está hecha de bauxita, un mineral natural que contiene cantidades variables de óxidos de aluminio hidratados (que contienen agua). El Al2O3 libre se produce en la naturaleza como el mineral corindón y sus formas de piedras preciosas, zafiro y rubí; estos pueden producirse sintéticamente a partir de alúmina y, de hecho, se conocen ocasionalmente como alúmina, pero el término se limita más adecuadamente al material empleado en metalurgia de aluminio, cerámica industrial y procesamiento químico.

translúcido de alúmina
translúcido de alúmina

Translúcido de alúmina. Con el uso de magnesia como ayuda para la sinterización, los poros se difuminan del material y permanecen en los límites entre los granos, contribuyendo a la translucidez.

(Top and centre)W. H. Rhodes and G. C. Wei in R. W. Cahn and M. B. Bever (eds.), Encyclopedia of Materials Science and Engineering, Supplementary Vol. 3, © 1993 Pergamon Press; (abajo) General Electric Company

Todavía se produce alúmina fundiendo bauxita en un horno eléctrico, en un proceso diseñado para la industria de los abrasivos a principios del siglo XX, pero la mayoría ahora se extrae de bauxita a través del proceso Bayer, que se desarrolló para la industria del aluminio en 1888. En el proceso Bayer, la bauxita se tritura, se mezcla en una solución de hidróxido de sodio y se siembra con cristales para precipitar el hidróxido de aluminio. El hidróxido se calienta en un horno para expulsar el agua y producir varios grados de alúmina granular o en polvo, incluida la alúmina activada, la alúmina de grado de fundición y la alúmina calcinada.

La alúmina activada es una sustancia porosa y granular que se utiliza como sustrato para catalizadores y como adsorbente para eliminar agua de gases y líquidos. La alúmina de grado fundidor representa el 90 por ciento de toda la alúmina producida; se transporta a plantas de aluminio, donde se electroliza en aluminio metálico. La alúmina calcinada se fabrica en una variedad de productos cerámicos, incluidos aisladores de bujías, paquetes de circuitos integrados, implantes óseos y dentales, artículos de laboratorio, sémola de papel de lija y muelas abrasivas, y revestimientos refractarios para hornos industriales. Estos productos exhiben las propiedades por las que la alúmina es bien conocida, incluyendo baja conductividad eléctrica, resistencia al ataque químico, alta resistencia, dureza extrema (9 en la escala de dureza de Mohs, la calificación más alta es 10) y alto punto de fusión (aproximadamente 2,050 °C o 3,700 °F).

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La dureza de la alúmina se puede mejorar mediante la adición de partículas de zirconia o bigotes de carburo de silicio, lo que la hace adecuada para herramientas de corte industriales. Además, el material normalmente opaco se puede hacer translúcido agregando pequeñas cantidades de magnesia. La alúmina translúcida se emplea como recipiente de gas en farolas de vapor de sodio de alta presión.

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