Tonerdepulver

Aluminiumoxidpulver ist ein unverzichtbares Kern- und Füllmaterial in Nanokompositen und dient auch als wichtige Trägerverbindung für industrielle Katalysatoren. Poröser Ruß ist aufgrund seiner dicken Konsistenz und seiner Fähigkeit, Verunreinigungen zu absorbieren, ein fester Bestandteil von Kosmetikprodukten, während er als Grundlage für Korund dient, ein Schleifmittel, das zum Polieren von Edelsteinen verwendet wird.

Merkmale

Aluminiumoxidpulver wird durch Kalzinieren von Aluminiumhydroxid bei hohen Temperaturen hergestellt, um Wasser zu entfernen und Aluminiumoxid zu erzeugen, das dann zu verschiedenen Formen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen weiterverarbeitet wird.

Je nach Sorte kann Tonerde eine feine bis grobe Textur aufweisen und verschiedene Grade an chemischer Reinheit und Oberfläche besitzen. Sorten mit sehr geringem Verunreinigungsgrad werden als hochreine Tonerde (HPA) bezeichnet, während Sorten mit extrem großer Oberfläche als körnige Tonerde (GA) mit geringerem Reinheitsgrad bezeichnet werden.

Feines Aluminiumoxidpulver findet sich in Poliermitteln und Katalysatorträgermaterialien und wird auch als Füllstoff in der Kunststoff- und Gummiproduktion verwendet. Darüber hinaus wird hochreines Aluminiumoxid bei der Herstellung von Saphir-Substraten für elektronische Geräte verwendet und für die Verwendung in Hochtemperatur-Lötverbindungen metallbeschichtet - kurzum, es ist vielseitig einsetzbar und wirkt als hervorragender elektrischer Isolator.

Tonerde kann auch als Schutzschicht für Industrieprodukte und Maschinen verwendet werden, um sie vor Abrieb zu schützen. Aufgrund seiner überragenden Härte und Festigkeit ist Aluminiumoxid ein idealer keramischer Isolator und ein ideales Trägermaterial. Seine Wärmekapazität und sein hoher Schmelzpunkt machen es zu einem nützlichen Material für die Herstellung feuerfester Produkte, die unter anderem in der petrochemischen Verarbeitung, der Zementherstellung, der Abfallverbrennung und der Eisen- und Stahlerzeugung zum Einsatz kommen. Tonerde kann sogar mit Glas gemischt werden, um die Festigkeit zu erhöhen.

Anwendungen

Aluminiumoxidpulver wird bei der Herstellung einer Vielzahl von Industrieprodukten verwendet, z. B. in der Keramik, Metallurgie, Elektronik und Katalysatorherstellung. Aufgrund seiner thermischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften ist Aluminiumoxid ein ideales Material für feuerfeste Materialien, Schleifscheiben und verschleißfeste Anwendungen sowie für Nanokomposite mit Biokompatibilitätsanforderungen geeignet, da es eine geringe Reibung aufweist.

Aufgrund seines hohen Schmelzpunkts und seiner Wärmebeständigkeit wird Aluminiumoxid in großem Umfang bei der Herstellung von elektrischen Geräten und Halbleitern verwendet. Außerdem wird es in Kühlkörpern als Schlüsselkomponente für die Ableitung der in elektronischen Bauteilen erzeugten Wärme verwendet, und seine geringen Reibungs- und Isoliereigenschaften machen es zu einem ausgezeichneten Material für die Herstellung von Abriebschutzschichten.

Kalzinierte Tonerde wird in der petrochemischen Industrie in großem Umfang zur Herstellung von keramischen Stützmitteln verwendet, die beim Hydraulic Fracturing (Fracking) eingesetzt werden, um Risse offen zu halten und so die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus unterirdischen Lagerstätten zu unterstützen.

Reines Aluminiumoxid (99%) wird in großem Umfang zur Herstellung von Teilen für Maschinen und Anlagen verwendet, die abriebfest sein müssen und gleichzeitig wirksam gegen Lärm und Strahlung isolieren. Häufige Anwendungen für dieses Material sind Wellen, Lager, Anlaufscheiben und Kolben in Pumpen, die mit Chemikalien umgehen, sowie Laserkomponenten, elektrooptische Geräte, Durchflussmesser, Sensoren und Röntgengeräte.

Tonerde kann mit Lastkraftwagen oder Anhängern, die speziell für den Transport schwerer Lasten ausgerüstet sind, mit der Eisenbahn, mit Frachtschiffen oder mit anderen Transportmitteln befördert werden, die für den Transport von trockenen Massengütern wie Aluminium ausgelegt sind.

Herstellung

Tonerde ist ein unverzichtbarer Werkstoff für viele Anwendungen wie Schleifmittel, Sinterprodukte, Plasmaspritzmaterialien und Füllstoffe. Darüber hinaus ist Aluminiumoxid auch als Einkristall, Träger für Katalysatoren und fluoreszierende Substanzen zu finden. Einige Verwendungszwecke von Aluminiumoxid erfordern seine hohe Reinheit und enge Partikelgrößenverteilung, während andere spezifische Formen erfordern; so müssen beispielsweise keramische Filter, die in Kohlekraftwerken eingesetzt werden, Aluminiumoxidpulver mit einem Durchmesser von 100 Mikrometern enthalten; Filter für Rauchgasleitungen erfordern zylindrisch geformtes Pulver mit einem Durchmesser von 100 Mikrometern für eine optimale Verwendung.

Die meiste Tonerde wird nach dem Bayer-Verfahren hergestellt, bei dem Bauxit - ein Erdmineral - als Rohstoff verwendet wird. Es wird aus der Erde abgebaut und zu Tonerdeanlagen transportiert, wo es mit wässrigen Hydroxidlösungen aufgelöst und gefiltert wird. Ein Teil der Tonerde wird dann an Aluminiumhütten weitergeleitet, wo sie durch Elektrolyse zu Aluminiummetall wird; die restlichen Teile werden für verschiedene keramische Produkte wie Isolatoren, feuerfeste Materialien und Schleifmittel sowie für Knochen- und Zahnimplantate sowie für Laborgeräte und feuerfeste Auskleidungen von Laboröfen gebrannt.

Tonerde ist ein Rohstoff, d. h. sein Preis schwankt täglich je nach Angebot und Nachfrage. Die Hersteller verfolgen diesen Preis genau, um die Produktionskosten entsprechend anzupassen. In der Regel wird es als Schüttgut per Lkw oder Eisenbahnwaggon versandt; je nach Entfernung und Geschwindigkeit, die für den Transport erforderlich sind, kann es auch per Schiff geliefert werden.

Prüfung

Tonerde ist eine der am häufigsten verwendeten technischen Keramiken. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es hart, chemisch inert und bei hohen Temperaturen stabil. Aluminiumoxidpulver eignet sich daher ideal für die Herstellung von verschleißfesten Materialien und feuerfesten Produkten für verschiedene Anwendungen. Aluminiumoxid weist auch isolierende und elektrische Eigenschaften auf; hochreine Qualitäten können sogar als Separatoren zwischen Anoden und Kathoden verwendet werden, um Kurzschlüsse zwischen diesen Batterien zu vermeiden.

Tonerde ist auch ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung von Siliziumscheiben für Mikrochips und elektronische Geräte, während sie aufgrund ihrer Wärmebeständigkeit, ihres hohen Siede-/Schmelzpunkts und ihrer hervorragenden Leitfähigkeitseigenschaften ein wesentlicher Bestandteil bei der Herstellung von Leuchtdioden (LEDs) ist.

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Messung von Verunreinigungen in einer Aluminiumoxidpulverprobe. Dazu wird eine Tonerdeprobe einem Röntgenstrahl ausgesetzt und ihr Beugungswinkel und ihre Intensität werden zur Messung aufgezeichnet. Anschließend kann ihre Gitterkonstante berechnet und die Korrelation zwischen ihr und dem Gehalt an Verunreinigungen in einer Aluminiumoxidpulverprobe hergestellt werden.