alúmina en polvo

El polvo de alúmina es un material de núcleo y relleno indispensable en los nanocompuestos, y también sirve como importante compuesto de soporte para catalizadores industriales. El negro de humo poroso es un ingrediente integral de los productos cosméticos por su consistencia espesa y su capacidad para absorber impurezas, mientras que sirve de base para el corindón, un abrasivo utilizado para pulir piedras preciosas.

Características

El polvo de alúmina se crea calcinando hidróxido de aluminio a altas temperaturas para eliminar el agua y producir óxido de aluminio, y después se procesa para producir diferentes formas con distintas propiedades y aplicaciones.

Dependiendo de su grado, la alúmina puede tener una textura de fina a gruesa y diversos niveles de pureza química y superficie. Las calidades con niveles muy bajos de impurezas se conocen como alúmina de gran pureza (HPA), mientras que las que tienen superficies extremadamente grandes se conocen como alúmina granular (GA), con índices de pureza más bajos.

Los polvos finos de alúmina pueden encontrarse en compuestos de pulido y materiales de soporte de catalizadores, además de utilizarse como material de relleno en procesos de producción de plásticos y caucho. Además, la alúmina de gran pureza se emplea en la producción de sustratos de zafiro para dispositivos electrónicos y se recubre de metal para su uso en montajes de soldadura fuerte a alta temperatura.

La alúmina también puede utilizarse como revestimiento protector de productos y máquinas industriales, ayudando a protegerlos de la abrasión. Gracias a su dureza y resistencia superiores, la alúmina es ideal como aislante y sustrato cerámico, y su capacidad térmica y alto punto de fusión la hacen útil para fabricar productos refractarios utilizados en aplicaciones como la transformación petroquímica, la producción de cemento, la incineración de residuos y la siderurgia. La alúmina puede incluso mezclarse con vidrio para aumentar su resistencia.

Aplicaciones

El polvo de alúmina se utiliza en la fabricación de una gran variedad de productos industriales, como la cerámica, la metalurgia, la electrónica y la producción de catalizadores. Por sus propiedades térmicas, químicas y mecánicas, la alúmina es un material ideal para refractarios, muelas abrasivas y aplicaciones resistentes al desgaste, así como para bajos niveles de fricción que la hacen adecuada para nanocomposites con requisitos de biocompatibilidad.

Debido a su alto punto de fusión y resistencia térmica, la alúmina se utiliza ampliamente en la producción de dispositivos eléctricos y semiconductores. Además, los disipadores de calor la utilizan como componente clave para disipar el calor generado en los componentes electrónicos, y sus propiedades aislantes y de baja fricción la convierten en un material excelente para crear revestimientos antiabrasión.

La alúmina calcinada se emplea ampliamente en la industria petroquímica para fabricar apuntalantes cerámicos que se utilizan durante las operaciones de fracturación hidráulica para mantener abiertas las fracturas durante la fracturación hidráulica (fracking), ayudando así a la extracción de hidrocarburos de yacimientos subterráneos.

La alúmina pura (99%) se utiliza ampliamente en la fabricación de piezas para maquinaria y equipos que deben ser resistentes a la abrasión y, al mismo tiempo, aislar eficazmente del ruido y la radiación. Aplicaciones habituales de este material son ejes, cojinetes, arandelas de empuje y émbolos de bombas que manipulan productos químicos, así como componentes láser, dispositivos electroópticos, sensores de caudalímetros y equipos de rayos X.

La alúmina puede transportarse en camiones o remolques especialmente equipados para transportar cargas pesadas, por ferrocarril, buque de carga o cualquier otro medio diseñado para transportar mercancías secas a granel, como el aluminio.

Fabricación

La alúmina es un material indispensable en muchas aplicaciones, como abrasivos, productos sinterizados, materiales de pulverización de plasma y cargas. Además, la alúmina también puede encontrarse en forma de monocristales, soportes para catalizadores y sustancias fluorescentes. Algunos usos de la alúmina exigen su gran pureza y su estrecha distribución granulométrica, mientras que otros requieren formas específicas; por ejemplo, los filtros cerámicos utilizados en las centrales eléctricas de carbón deben contener polvo de alúmina de 100 micras de diámetro. Los filtros para conductos de gases de combustión requieren polvo de forma cilíndrica con su diámetro igual a 100 micras de diámetro para un uso óptimo.

La mayor parte de la alúmina se produce mediante el proceso Bayer, que utiliza bauxita -un mineral terrestre- como materia prima. Se extrae de la tierra y se transporta a las fábricas de alúmina para disolverla con soluciones acuosas de hidróxido y filtrarla. Una parte de la alúmina se envía a las fundiciones de aluminio, donde se electroliza para obtener aluminio metálico; el resto se calcina para fabricar diversos productos cerámicos, como aislantes, refractarios y abrasivos, así como implantes óseos, implantes óseos/dentales y material de laboratorio y revestimientos refractarios para hornos de laboratorio.

La alúmina es una materia prima, lo que significa que su precio fluctúa diariamente en función de la oferta y la demanda. Los fabricantes siguen de cerca este precio para ajustar los costes de producción en consecuencia, y suelen enviarla a granel por camión o vagón de ferrocarril; dependiendo de la distancia y la velocidad necesarias para el transporte, también puede entregarse por barco.

Pruebas

La alúmina es una de las cerámicas de ingeniería más utilizadas. Sus propiedades la hacen dura, químicamente inerte y estable a altas temperaturas, por lo que el polvo de alúmina es ideal para fabricar materiales resistentes al desgaste y productos refractarios para diversas aplicaciones. La alúmina también presenta propiedades aislantes y eléctricas; los grados de alta pureza pueden utilizarse incluso como separadores entre ánodos y cátodos para evitar cortocircuitos entre estas baterías.

La alúmina también es una materia prima esencial en la producción de obleas de silicio para microchips y dispositivos electrónicos, mientras que sirve como ingrediente esencial en la producción de diodos emisores de luz (LED) debido a su resistencia térmica, altos puntos de ebullición/fusión y excelentes propiedades de conductividad.

La presente invención describe un método para medir las impurezas de una muestra de polvo de alúmina. Para ello, se expone una muestra de alúmina a un haz de rayos X y se registran para su medición su ángulo de difracción y su intensidad. Posteriormente, se puede calcular su constante de red y establecer la correlación entre ésta y el contenido de impurezas de una muestra de alúmina en polvo.