Aluminiumoxidepoeder heeft niet één specifieke samenstelling. De soda en het oppervlak bepalen de werking ervan.

Kopers sturen ons nog steeds offerteaanvragen waarin alleen “aluminiumoxidepoeder, 99%” staat. Dat getal geeft aan dat het om Al₂O₃ gaat. Het zegt echter niets over de vraag of het poeder bij 1550 °C zal sinteren, een afdichtingsvlak kan polijsten of in een gietbare matrix zal blijven zitten en weigert te verdichten. Een zinvol gesprek begint met vier zaken: soda, specifiek oppervlak, deeltjesgrootte en in hoeverre de calcinatie in de richting van alfa is gegaan.

Het meeste industriële poeder begint als Bayer-hydraat. We calcineren het, meestal ergens in het bereik van 1100–1500 °C, om water te verwijderen en het om te zetten in α-Al₂O₃. De intensiteit van het calcineren bepaalt de kristalgrootte en de BET-oppervlakte. Een licht gecalcineerd poeder kan een BET-waarde van enkele vierkante meters per gram vertonen en nog steeds resten van overgangsfase bevatten. Een hardgecalcineerde kwaliteit daalt naar 0,3–2 m²/g, ontwikkelt grovere primaire kristallen en bestaat voornamelijk uit alfa. Reactief aluminiumoxide is de gemalen variant van dat concept: D50 vaak rond 1–2 μm, BET in de bandbreedte van 1–5 m²/g, hoog α-gehalte, gemaakt om te verpakken en te sinteren. Dat is een ander product dan een ongemalen calciné met een D50 van 60–80 μm.

Soda is de onzuiverheid die mensen onderschatten. Bij normale soda-calcines ligt het gehalte rond de 0,3–0,5% Na₂O. Bij soda met een laag gehalte ligt het dichter bij 0,05–0,15%. Bij een ultralaag gehalte ligt het onder de 0,03%. Natrium werkt als een smeltmiddel. In een vuurvaste steen kan dat aanvaardbaar zijn. In een slijtdelen met een hoog aluminiumoxidgehalte, een substraat of een bougie-isolator zorgt achtergebleven soda ervoor dat er korrels ontstaan, neemt de sterkte af en worden de elektrische prestaties aangetast. Als het onderdeel wit, compact en elektrisch stabiel moet zijn, beginnen we niet met een standaard soda-kwaliteit in de hoop dat de oven het probleem oplost.

De deeltjesgrootteverdeling vormt de andere helft van de verdichting. Een monomodaal, fijn reactief poeder vult een matrix. Een bredere korrelgrootteverdeling kan de waterbehoefte in een gietmengsel verminderen als je deze tussen het plaatvormige aggregaat en de fijnste reactieve fractie plaatst. Als je de verkeerde D90 in een slip verwerkt, krijg je ofwel een steen die niet ontlucht, ofwel een slurry die bezinkt voordat deze kan worden gegoten. Bij polijstpoeders zijn de kristalhardheid en -grootte belangrijker dan de sinterbaarheid. Grove, hardgecalcineerde kristallen snijden. Fijn, zachtgecalcineerd materiaal zorgt voor de afwerking. Dezelfde chemische samenstelling op de zak. Tegenovergestelde functies.

Er wordt ons ook gevraagd om gesmolten korrel en tabular te behandelen alsof het poeder is. Dat is het echter niet. Gesmolten aluminiumoxide wordt gesmolten en vermalen. Tabelvormig aluminiumoxide wordt bij een temperatuur van ongeveer 1800–1900 °C gesinterd tot dichte platen, waarna het tot aggregaat wordt vermalen. Dat zijn de ‘skeletten’ in een mengsel. Gecalcineerde en reactieve poeders zijn de fijne deeltjes die voor de binding moeten zorgen.

Als u aluminiumoxidepoeder specificeert, vermeld dan Na₂O, BET, D50/D90, het alfa-gehalte en LOI op het specificatieblad voordat u over de prijs gaat onderhandelen. Een 99,5% Al₂O₃ met 0,4% soda en een mediaan van 70 μm zal zich bij 1,5 μm niet gedragen als een reactief poeder met laag sodagehalte, hoe vergelijkbaar de analyse ook lijkt. De oven maakt een verkeerde poederkeuze niet ongedaan. Hij maakt de fout alleen maar permanent.