Aluminiumoxidepoeder heeft niet één specifieke samenstelling. De natriumhydroxide-inhoud 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 bij een temperatuur tussen 1100 en 1500 °C, om het 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 overgangsfases bevatten. Een hardgecalcineerde kwaliteit daalt naar 0,3–2 m²/g, vormt grovere primaire kristallen en bestaat voornamelijk uit alfa. Reactief aluminiumoxide is de gemalen variant van dat concept: D50 vaak rond de 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 materiaal dan een ongemalen calciné met een D50 van 60–80 μm.

Soda is de onzuiverheid die mensen onderschatten. Bij normale soda ligt het Na₂O-gehalte rond de 0,3–0,5%. Bij soda met een laag gehalte ligt dit dichter bij 0,05–0,15%. Bij ultralaag gehalte komt het onder de 0,03%. Natrium fungeert als een smeltmiddel. In een vuurvaste steen kan dat aanvaardbaar zijn. In een slijtdeel met een hoog aluminiumoxidgehalte, een substraat of een bougie-isolator zorgt achtergebleven soda ervoor dat er korrels ontstaan, de sterkte afneemt en de elektrische prestaties worden 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 pakking. 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 wordt 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. Tabulaire korrels worden bij een temperatuur van ongeveer 1800–1900 °C gesinterd tot dichte platen, waarna ze tot aggregaat worden vermalen. Dat zijn de skeletten in een mengsel. Gecalcineerde en reactieve poeders zijn de fijne deeltjes die zich moeten binden.

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 Al₂O₃ van 99,5% met 0,4% natrium en een mediaan van 70 μm zal zich bij 1,5 μm niet gedragen als een reactief poeder met een laag natriumgehalte, hoe vergelijkbaar de analyse ook lijkt. De oven maakt een verkeerde poederkeuze niet ongedaan. Hij maakt de fout alleen maar permanent.