σκόνη αλουμίνας

Η σκόνη αλουμίνας είναι ένα απαραίτητο υλικό πυρήνα και πλήρωσης σε νανοσύνθετα υλικά και χρησιμεύει επίσης ως σημαντική ένωση υποστήριξης για βιομηχανικούς καταλύτες. Η πορώδης αιθάλη αποτελεί αναπόσπαστο συστατικό σε καλλυντικά προϊόντα λόγω της πυκνής της σύστασης και της ικανότητάς της να απορροφά ακαθαρσίες, ενώ χρησιμεύει ως βάση για το κορούνδιο, ένα λειαντικό που χρησιμοποιείται για τη στίλβωση πολύτιμων λίθων.

Χαρακτηριστικά

Η σκόνη αλουμίνας δημιουργείται με πύρωση υδροξειδίου του αλουμινίου σε υψηλές θερμοκρασίες για την απομάκρυνση του νερού και την παραγωγή οξειδίου του αλουμινίου, το οποίο στη συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω για την παραγωγή διαφορετικών μορφών με διαφορετικές ιδιότητες και εφαρμογές.

Ανάλογα με την ποιότητά της, η αλουμίνα μπορεί να έχει υφή από λεπτή έως χοντρή και διάφορα επίπεδα χημικής καθαρότητας και επιφάνειας. Οι ποιότητες με πολύ χαμηλά επίπεδα προσμίξεων είναι γνωστές ως Αλουμίνα υψηλής καθαρότητας (HPA), ενώ εκείνες με εξαιρετικά μεγάλες επιφάνειες είναι γνωστές ως Κοκκώδης Αλουμίνα (GA), με χαμηλότερους βαθμούς καθαρότητας.

Οι λεπτές σκόνες αλουμίνας μπορούν να βρεθούν σε ενώσεις στίλβωσης και υλικά υποστήριξης καταλυτών, καθώς και να χρησιμοποιηθούν ως υλικό πλήρωσης σε διεργασίες παραγωγής πλαστικών και καουτσούκ. Επιπλέον, η αλουμίνα υψηλής καθαρότητας χρησιμοποιείται για την παραγωγή υποστρωμάτων ζαφείρι για ηλεκτρονικές συσκευές, καθώς και για την επίστρωση μετάλλων για χρήση σε συγκροτήματα συγκόλλησης υψηλής θερμοκρασίας - εν ολίγοις, εξυπηρετεί πολλαπλές χρήσεις και δρα ως εξαιρετικός ηλεκτρικός μονωτής.

Η αλουμίνα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτική επικάλυψη σε βιομηχανικά προϊόντα και μηχανήματα, συμβάλλοντας στην προστασία τους από την τριβή. Λόγω της ανώτερης σκληρότητας και αντοχής της, η αλουμίνα αποτελεί ιδανικό κεραμικό μονωτικό υλικό και υπόστρωμα, ενώ η θερμική της ικανότητα και το υψηλό σημείο τήξης την καθιστούν χρήσιμη για την παραγωγή πυρίμαχων προϊόντων που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως η πετροχημική επεξεργασία, η παραγωγή τσιμέντου, η αποτέφρωση αποβλήτων και η παραγωγή σιδήρου και χάλυβα. Η αλουμίνα μπορεί ακόμη και να αναμιχθεί με γυαλί για την αύξηση της αντοχής.

Εφαρμογές

Η σκόνη αλουμίνας χρησιμοποιείται για την κατασκευή μεγάλης ποικιλίας βιομηχανικών προϊόντων, όπως κεραμικά, μεταλλουργία, ηλεκτρονικά και παραγωγή καταλυτών. Λόγω των θερμικών, χημικών και μηχανικών ιδιοτήτων της, η αλουμίνα είναι ιδανικό υλικό για πυρίμαχα υλικά, τροχούς λείανσης και εφαρμογές ανθεκτικές στη φθορά, καθώς και για χαμηλά επίπεδα τριβής που την καθιστούν κατάλληλη για νανοσύνθετα υλικά με απαιτήσεις βιοσυμβατότητας.

Λόγω του υψηλού σημείου τήξης και της θερμικής της αντοχής, η αλουμίνα χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή ηλεκτρικών συσκευών και ημιαγωγών. Επιπλέον, οι ψύκτρες θερμότητας τη χρησιμοποιούν ως βασικό συστατικό για την απαγωγή της θερμότητας που παράγεται στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ενώ οι χαμηλές τριβές και οι μονωτικές της ιδιότητες την καθιστούν εξαιρετική επιλογή υλικού για τη δημιουργία επικαλύψεων κατά της τριβής.

Η πυρωμένη αλουμίνα χρησιμοποιείται ευρέως στην πετροχημική βιομηχανία για την κατασκευή κεραμικών υλικών που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των εργασιών υδραυλικής ρωγμάτωσης για να διατηρήσουν τις ρωγμές ανοιχτές κατά την υδραυλική ρωγμάτωση (fracking), βοηθώντας έτσι την εξόρυξη υδρογονανθράκων από υπόγεια κοιτάσματα.

Η καθαρή αλουμίνα (99% alumina) χρησιμοποιείται ευρέως για την κατασκευή εξαρτημάτων για μηχανήματα και εξοπλισμό που πρέπει να είναι ανθεκτικά στην τριβή, ενώ παράλληλα μονώνουν αποτελεσματικά από το θόρυβο και την ακτινοβολία. Συνήθεις εφαρμογές αυτού του υλικού είναι άξονες, ρουλεμάν, ροδέλες ώθησης και έμβολα σε αντλίες που χειρίζονται χημικές ουσίες, καθώς και εξαρτήματα λέιζερ, ηλεκτροοπτικές συσκευές, αισθητήρες μετρητών ροής και εξοπλισμός ακτίνων Χ.

Η αλουμίνα μπορεί να μεταφερθεί με φορτηγά ή ρυμουλκούμενα ειδικά εξοπλισμένα για τη μεταφορά βαρέων φορτίων, σιδηροδρομικώς, με φορτηγό πλοίο ή με οποιοδήποτε άλλο μέσο σχεδιασμένο για τη μεταφορά χύδην ξηρών εμπορευμάτων όπως το αλουμίνιο.

Κατασκευή

Η αλουμίνα είναι ένα απαραίτητο υλικό σε πολλές εφαρμογές, όπως λειαντικά, πυροσυσσωματωμένα προϊόντα, υλικά ψεκασμού πλάσματος και πληρωτικά υλικά. Επιπλέον, η αλουμίνα μπορεί να βρεθεί και ως μονοκρύσταλλος, ως φορέας για καταλύτες και φθορίζουσες ουσίες. Ορισμένες χρήσεις της αλουμίνας απαιτούν την υψηλή καθαρότητα και τη στενή κατανομή μεγέθους των σωματιδίων της, ενώ άλλες απαιτούν συγκεκριμένα σχήματα- για παράδειγμα, τα κεραμικά φίλτρα που χρησιμοποιούνται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα πρέπει να περιέχουν σκόνη αλουμίνας διαμέτρου 100 μm Τα φίλτρα για αγωγούς καυσαερίων απαιτούν σκόνη κυλινδρικού σχήματος με διάμετρο ίση με 100 μm για βέλτιστη χρήση.

Το μεγαλύτερο μέρος της αλουμίνας παράγεται μέσω της διαδικασίας Bayer, η οποία χρησιμοποιεί βωξίτη - ένα ορυκτό της γης - ως πρώτη ύλη. Εξορύσσεται από τη γη και μεταφέρεται σε εργοστάσια αλουμίνας για διάλυση με υδατικά διαλύματα υδροξειδίου και φιλτράρισμα, ενώ ένα μέρος της αλουμίνας αποστέλλεται στη συνέχεια σε χυτήρια αλουμινίου, όπου ηλεκτρολύεται σε μέταλλο αλουμινίου- τα υπόλοιπα κομμάτια πυρακτώνονται για διάφορα κεραμικά προϊόντα όπως μονωτήρες, πυρίμαχα υλικά και λειαντικά, καθώς και εμφυτεύματα οστών, οστικά/οδοντικά εμφυτεύματα, καθώς και εργαστηριακά σκεύη και πυρίμαχες επενδύσεις εργαστηριακών κλιβάνων.

Η αλουμίνα είναι ένα εμπόρευμα, που σημαίνει ότι η τιμή της κυμαίνεται καθημερινά με βάση την προσφορά και τη ζήτηση. Οι κατασκευαστές παρακολουθούν στενά την τιμή αυτή προκειμένου να προσαρμόσουν ανάλογα το κόστος παραγωγής, συνήθως αποστέλλοντας την χύμα με φορτηγά ή σιδηροδρομικά βαγόνια- ανάλογα με την απόσταση και την ταχύτητα που απαιτείται για τη μεταφορά, μπορεί επίσης να παραδοθεί με πλοίο.

Δοκιμές

Η αλουμίνα είναι ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα τεχνικά κεραμικά. Οι ιδιότητές της την καθιστούν σκληρή, χημικά αδρανή και σταθερή σε υψηλές θερμοκρασίες, καθιστώντας τη σκόνη αλουμίνας ιδανική για την κατασκευή ανθεκτικών στη φθορά υλικών και πυρίμαχων προϊόντων για διάφορες εφαρμογές. Η αλουμίνα παρουσιάζει επίσης μονωτικές και ηλεκτρικές ιδιότητες- οι υψηλής καθαρότητας ποιότητες μπορούν ακόμη και να χρησιμοποιηθούν ως διαχωριστές μεταξύ ανόδων και καθόδων για την αποφυγή βραχυκυκλώματος μεταξύ αυτών των μπαταριών.

Η αλουμίνα αποτελεί επίσης βασική πρώτη ύλη για την παραγωγή πλακιδίων πυριτίου για μικροτσίπ και ηλεκτρονικές συσκευές, ενώ χρησιμεύει ως βασικό συστατικό για την παραγωγή διόδων εκπομπής φωτός (LED) λόγω της θερμικής της αντίστασης, των υψηλών σημείων βρασμού/ τήξης και των εξαιρετικών ιδιοτήτων αγωγιμότητας.

Η παρούσα εφεύρεση περιγράφει μια μέθοδο για τη μέτρηση των προσμίξεων ενός δείγματος σκόνης αλουμίνας. Για να γίνει αυτό, ένα δείγµα αλουµίνας εκτίθεται σε δέσµη ακτίνων Χ και στη συνέχεια καταγράφεται η γωνία περίθλασης και η έντασή του για µέτρηση. Στη συνέχεια, μπορεί να υπολογιστεί η σταθερά πλέγματός του και να καθοριστεί η συσχέτιση μεταξύ αυτής και της περιεκτικότητας σε προσμίξεις ενός δείγματος σκόνης αλουμίνας.