La polvere di allumina non è un prodotto con caratteristiche univoche. Sono la soda e l’area superficiale a determinarne le proprietà.

Gli acquirenti continuano a inviarci richieste di preventivo in cui si legge semplicemente “polvere di allumina, 99%”. Quel numero indica che si tratta di Al₂O₃. Non dice però se la polvere si sinterizzerà a 1550 °C, se sarà in grado di lucidare una superficie di tenuta o se, inserita in una matrice colabile, non si compatterà. Una conversazione costruttiva parte da quattro elementi: soda, area superficiale specifica, dimensione delle particelle e grado di calcinazione verso la fase alfa.

La maggior parte delle polveri industriali ha origine dall'idrato di Bayer. La calcinamo, solitamente a temperature comprese tra 1100 e 1500 °C, per eliminare l'acqua e convertirla in α-Al₂O₃. L'intensità della calcinazione determina la dimensione dei cristalli e la superficie specifica BET. Una polvere leggermente calcinata può presentare una superficie specifica di diversi metri quadrati per grammo e contenere ancora fasi di transizione residue. Una polvere sottoposta a calcinazione intensa scende verso valori compresi tra 0,3 e 2 m²/g, sviluppa cristalli primari più grossolani e risulta prevalentemente di tipo alfa. L’allumina reattiva è la versione macinata di questo concetto: D50 spesso intorno a 1–2 μm, BET nella fascia 1–5 m²/g, alto contenuto di alfa, realizzata per essere compattata e sinterizzata. Si tratta di un materiale diverso rispetto a un prodotto calcinato non macinato con un D50 di 60–80 μm.

La soda è l’impurità che viene spesso sottovalutata. Le calcinazioni normali della soda si attestano intorno allo 0,3–0,5% di Na₂O. La soda a basso tenore si avvicina allo 0,05–0,15%. Quella a tenore ultra-basso scende al di sotto dello 0,03%. Il sodio agisce come un fondente. In un mattone refrattario ciò può essere accettabile. In un componente antiusura ad alto contenuto di allumina, in un substrato o in un isolante per candele di accensione, la soda residua favorisce la crescita dei grani, riduce la resistenza e compromette le prestazioni elettriche. Se il componente deve essere bianco, denso ed elettricamente inerte, non partiamo da un grado di soda di base sperando che il forno risolva il problema.

La distribuzione granulometrica è l’altra metà del processo di compattazione. Una polvere reattiva fine monomodale riempie una matrice. Una granulometria più ampia può ridurre il fabbisogno d’acqua in un calcestruzzo colabile se la si posiziona tra l’aggregato tabulare e la frazione reattiva più fine. Se si inserisce un D90 errato in un impasto liquido, si ottiene o una massa che non si disaerifica o un impasto che si deposita prima della colata. Le polveri di lucidatura dipendono dalla durezza e dalle dimensioni dei cristalli più che dalla sinterizzabilità. I cristalli grossolani e calcinati a temperatura elevata tagliano. Il materiale fine e calcinato a bassa temperatura rifinisce. Stessa composizione chimica sulla confezione. Funzioni opposte.

Ci viene anche chiesto di trattare l’allumina fusa e quella tabulare come se fossero polvere. Ma non lo sono. L’allumina fusa viene fusa e frantumata. Quella tabulare viene sinterizzata a circa 1800–1900 °C in lastre dense, quindi frantumata in aggregato. Questi sono gli elementi strutturali di una miscela. Le polveri calcinate e reattive sono le particelle fini che devono legarsi tra loro.

Se state specificando la polvere di allumina, indicate su scheda tecnica i valori di Na₂O, BET, D50/D90, contenuto di alfa e LOI prima di negoziare il prezzo. Un Al₂O₃ da 99,5% con 0,4% di soda e una mediana di 70 μm non si comporterà come un reattivo a basso contenuto di soda da 1,5 μm, per quanto simili possano sembrare le analisi chimiche. Il forno non cancella una scelta errata della polvere. Si limita a rendere permanente l’errore.