alumiiniumoksiidi pulber

Alumiiniumoksiidipulber on nanokomposiitide asendamatu tuum ja täitematerjal ning on ka oluline tugiühend tööstuskatalüsaatorite jaoks. Poorne tahm on kosmeetikatoodete lahutamatu koostisosa tänu oma paksule konsistentsile ja võimele absorbeerida lisandeid, samas kui see on aluseks korundile, mida kasutatakse kalliskivide lihvimisel.

Omadused

Alumiiniumoksiidipulber saadakse alumiiniumhüdroksiidi kaltsineerimisel kõrgel temperatuuril, et eemaldada vesi ja toota alumiiniumoksiidi, seejärel töödeldakse seda edasi, et toota erinevaid omadusi ja rakendusi.

Sõltuvalt kvaliteediklassist võib alumiiniumoksiidi tekstuur varieeruda peenest jämedani ning selle keemiline puhtus ja pindala võivad olla erinevad. Väga madala lisandite sisaldusega kvaliteediklassi nimetatakse kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidiks (HPA), samas kui väga suure pinnaga kvaliteediklassi nimetatakse granuleeritud alumiiniumoksiidiks (GA), mille puhtusaste on madalam.

Peent alumiiniumoksiidi pulbreid võib leida poleerimismaterjalides ja katalüsaatorite tugimaterjalides, samuti kasutatakse neid täiteainena plastide ja kummi tootmisprotsessides. Lisaks kasutatakse kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi elektroonikaseadmete safiirisubstraatide valmistamiseks ning samuti metallkattega kõrge temperatuuriga jootekomplektides kasutamiseks - lühidalt öeldes on alumiiniumoksiidil mitmeid kasutusvõimalusi ja see toimib suurepärase elektriisolaatorina.

Alumiiniumoksiidi saab kasutada ka tööstustoodete ja masinate kaitsekatteks, mis aitab neid kaitsta kulumise eest. Tänu oma suurepärasele kõvadusele ja tugevusele on alumiiniumoksiid ideaalne keraamiline isolaator ja põhimik, samuti on see tänu oma soojusmahtuvusele ja kõrgele sulamistemperatuurile kasulik tulekindlate toodete valmistamisel, mida kasutatakse näiteks naftakeemiatööstuses, tsemenditootmises, jäätmepõletuses ning raua- ja terasetootmises. Alumiiniumoksiidi võib tugevuse suurendamiseks isegi klaasiga segada.

Rakendused

Alumiiniumoksiidi pulbrit kasutatakse mitmesuguste tööstustoodete, näiteks keraamika, metallurgia, elektroonika ja katalüsaatorite tootmisel. Tänu oma termilistele, keemilistele ja mehaanilistele omadustele on alumiiniumoksiid ideaalne materjal tulekindlate materjalide, lihvimisrataste ja kulumiskindlate rakenduste jaoks, samuti tänu madalale hõõrdetasemele, mis muudab selle sobivaks nanokomposiitide jaoks, mille biosobivuse nõuded on täidetud.

Tänu oma kõrgele sulamistemperatuurile ja soojuskindlusele kasutatakse alumiiniumoksiidi laialdaselt elektriseadmete ja pooljuhtide tootmisel. Peale selle kasutatakse seda soojusradiaatorites põhikomponendina elektroonikakomponentides tekkiva soojuse hajutamiseks ning selle vähese hõõrdumise ja isoleerivate omaduste tõttu on see suurepärane materjalivalik kulumisvastaste kattematerjalide loomiseks.

Kaltsineeritud alumiiniumoksiidi kasutatakse laialdaselt naftakeemiatööstuses keraamiliste abiainete valmistamiseks, mida kasutatakse hüdraulilise lõhkamise käigus, et hoida lõhesid avatuna hüdraulilise lõhkamise (fracking) ajal, aidates seega kaasa süsivesinike kaevandamisele maa-alustest maardlatest.

Puhast (99% alumiiniumoksiid) kasutatakse laialdaselt masinate ja seadmete osade valmistamiseks, mis peavad olema kulumiskindlad, kuid samas tõhusalt müra ja kiirguse vastu isoleerivad. Selle materjali levinumad kasutusalad on võllid, laagrid, survepesurid ja kolvid pumpades, mis käitlevad kemikaale, samuti laserkomponendid, elektrooptilised seadmed, voolumõõtjate andurid ja röntgenseadmed.

Alumiiniumoksiidi võib transportida spetsiaalselt raskete veoste vedamiseks varustatud veoautode või haagistega, raudteel, kaubalaeval või mis tahes muul viisil, mis on ette nähtud selliste puistekaupade nagu alumiinium vedamiseks.

Tootmine

Alumiiniumoksiid on asendamatu materjal paljudes rakendustes, näiteks abrasiivides, paagutatud toodetes, plasmapritsimismaterjalides ja täiteainetes. Lisaks sellele võib alumiiniumoksiidi leida ka monokristallidena, katalüsaatorite ja fluorestseeruvate ainete kandjatena. Mõned alumiiniumoksiidi kasutusalad nõuavad selle kõrget puhtust ja kitsast osakeste suuruse jaotust, samas kui teised nõuavad spetsiifilist kuju; näiteks söeküttel töötavates elektrijaamades kasutatavad keraamilised filtrid peavad sisaldama 100 mikroni läbimõõduga alumiiniumoksiidi pulbrit suitsugaaside kanalisatsiooni filtrid nõuavad optimaalseks kasutamiseks silindrikujulist pulbrit, mille läbimõõt on 100 mikroni.

Enamik alumiiniumoksiidi toodetakse Bayeri protsessi abil, mille toorainena kasutatakse boksiiti - maavara. Osa alumiiniumoksiidi kaevandatakse maast ja transporditakse alumiiniumoksiidi tehastesse, kus seda lahustatakse vesihüdroksiidilahustega ja filtreeritakse; osa alumiiniumoksiidi saadetakse seejärel edasi alumiiniumisulatustehastesse, kus see elektrolüüsitakse alumiiniummetalliks; ülejäänud tükid kaltsineeritakse mitmesuguste keraamikatoodete, näiteks isolaatorite, tulekindlate materjalide ja abrasiivide, samuti luuimplantaatide, luu/hambaimplantaatide, samuti laboratoorsete toodete ja laboriahjude tulekindlate vooderdiste valmistamiseks.

Alumiiniumoksiid on kaup, mis tähendab, et selle hind kõigub iga päev vastavalt pakkumisele ja nõudlusele. Tootjad jälgivad seda hinda tähelepanelikult, et kohandada tootmiskulusid vastavalt sellele, tavaliselt veetakse alumiiniumit lahtiselt veoauto või raudteevaguniga; sõltuvalt transpordiks vajalikust vahemaast ja kiirusest võib seda tarnida ka laevaga.

Testimine

Alumiiniumoksiid on üks kõige laialdasemalt kasutatav tehnokeraamika. Selle omadused muudavad selle kõvaks, keemiliselt inertseks ja kõrgetel temperatuuridel stabiilseks, mistõttu alumiiniumoksiidi pulber sobib ideaalselt kulumiskindlate materjalide ja tulekindlate toodete valmistamiseks erinevateks rakendusteks. Alumiiniumoksiidil on ka isolatsiooni- ja elektriomadused; kõrge puhtusastmega kvaliteediklassi võib kasutada isegi eraldajana anoodide ja katoodide vahel, et vältida lühiseid vooluahelaid nende patareide vahel.

Alumiiniumoksiid on ka oluline tooraine mikrokiipide ja elektroonikaseadmete räniplaatide tootmisel, samas kui see on oluline koostisosa valgusdioodide (LED) tootmisel tänu oma soojuskindlusele, kõrgele keemis-/sulamispunktile ja suurepärasele elektrijuhtivusele.

Käesolev leiutis kirjeldab meetodit alumiiniumoksiidi pulbri proovi lisandite mõõtmiseks. Selleks eksponeeritakse alumiiniumoksiidi proovi röntgenkiirgusega ja seejärel registreeritakse selle difraktsiooninurk ja intensiivsus mõõtmiseks. Seejärel saab arvutada selle võrestikukonstandi ning määrata selle ja alumiiniumoksiidi pulbri proovi lisandite sisalduse vahelise korrelatsiooni.