aluminiumoxidepoeder

Aluminiumoxidepoeder is een onmisbaar kern- en vulmateriaal in nanocomposieten en fungeert tevens als een belangrijke drager voor industriële katalysatoren. Poreus roet is een onmisbaar ingrediënt in cosmetische producten vanwege zijn dikke consistentie en het vermogen om onzuiverheden te absorberen, terwijl het tevens de basis vormt voor korund, een schuurmiddel dat wordt gebruikt voor het polijsten van edelstenen.

Kenmerken

Aluminiumoxidepoeder wordt verkregen door aluminiumhydroxide bij hoge temperaturen te calcineren om het water te verwijderen en zo aluminiumoxide te produceren; vervolgens wordt het verder verwerkt tot verschillende vormen met uiteenlopende eigenschappen en toepassingen.

Afhankelijk van de kwaliteit kan aluminiumoxide variëren in korrelgrootte, van fijn tot grof, en verschillende niveaus van chemische zuiverheid en oppervlakte hebben. Kwaliteiten met een zeer laag gehalte aan onzuiverheden staan bekend als hoogzuiver aluminiumoxide (HPA), terwijl kwaliteiten met een extreem groot oppervlak bekend staan als korrelig aluminiumoxide (GA), met een lagere zuiverheidsgraad.

Fijne aluminiumoxidepoeders worden gebruikt in polijstmiddelen en als dragermateriaal voor katalysatoren, maar worden ook ingezet als vulstof bij de productie van kunststoffen en rubber. Bovendien wordt hoogzuiver aluminiumoxide gebruikt bij de productie van saffiersubstraten voor elektronische apparaten en wordt het, voorzien van een metaalcoating, ingezet bij het hardsolderen bij hoge temperaturen – kortom, het heeft talrijke toepassingen en fungeert als een uitstekende elektrische isolator.

Aluminiumoxide kan ook worden gebruikt als beschermende coating op industriële producten en machines, waardoor deze worden beschermd tegen slijtage. Dankzij zijn superieure hardheid en sterkte is aluminiumoxide ideaal voor keramische isolatoren en substraten. Bovendien is het door zijn warmtecapaciteit en hoog smeltpunt zeer geschikt voor de productie van vuurvaste producten die worden gebruikt in toepassingen zoals de petrochemische verwerking, cementproductie, afvalverbranding en de ijzer- en staalproductie. Aluminiumoxide kan zelfs met glas worden gemengd om de sterkte te vergroten.

Toepassingen

Aluminiumoxidepoeder wordt gebruikt bij de vervaardiging van een breed scala aan industriële producten, zoals keramiek, metallurgie, elektronica en de productie van katalysatoren. Dankzij zijn thermische, chemische en mechanische eigenschappen is aluminiumoxide een ideaal materiaal voor vuurvaste materialen, slijpschijven en slijtvaste toepassingen, en dankzij de lage wrijvingscoëfficiënt is het ook geschikt voor nanocomposieten waaraan biocompatibiliteitseisen worden gesteld.

Vanwege het hoge smeltpunt en de hoge hittebestendigheid wordt aluminiumoxide op grote schaal gebruikt bij de productie van elektrische apparaten en halfgeleiders. Bovendien wordt het in koellichamen ingezet als een essentieel onderdeel voor het afvoeren van warmte die in elektronische componenten wordt gegenereerd, en dankzij de lage wrijving en de isolerende eigenschappen is het een uitstekende materiaalkeuze voor het aanbrengen van slijtvaste coatings.

Gecalcineerd aluminiumoxide wordt op grote schaal gebruikt in de petrochemische industrie voor de productie van keramische proppants die worden ingezet bij hydraulische fracturering om de scheuren open te houden tijdens het fracken, waardoor de winning van koolwaterstoffen uit ondergrondse afzettingen wordt vergemakkelijkt.

Zuiver aluminiumoxide (99%) wordt op grote schaal gebruikt voor de vervaardiging van onderdelen voor machines en apparatuur die slijtvast moeten zijn en tegelijkertijd effectief moeten isoleren tegen geluid en straling. Veelvoorkomende toepassingen van dit materiaal zijn assen, lagers, drukringen en plunjers in pompen die chemicaliën verwerken, evenals lasercomponenten, elektro-optische apparaten, sensoren voor debietmeters en röntgenapparatuur.

Aluminiumoxide kan worden vervoerd met vrachtwagens of opleggers die speciaal zijn uitgerust voor het vervoer van zware ladingen, per spoor, per vrachtschip of met elk ander vervoermiddel dat is ontworpen voor het vervoer van droge bulkgoederen zoals aluminium.

Productie

Aluminiumoxide is een onmisbaar materiaal in tal van toepassingen, zoals schuurmiddelen, gesinterde producten, materialen voor plasmaspuiten en vulstoffen. Daarnaast komt aluminiumoxide ook voor in de vorm van monokristallen, dragers voor katalysatoren en fluorescerende stoffen. Voor sommige toepassingen van aluminiumoxide zijn een hoge zuiverheid en een smalle deeltjesgrootteverdeling vereist, terwijl voor andere toepassingen specifieke vormen nodig zijn; zo moeten keramische filters die worden gebruikt in kolengestookte elektriciteitscentrales bijvoorbeeld aluminiumoxidepoeder met een diameter van 100 micron bevatten, en voor rookgaskanalen is cilindrisch gevormd poeder met een diameter van 100 micron nodig voor een optimaal gebruik.

Het grootste deel van het aluminiumoxide wordt geproduceerd via het Bayer-proces, waarbij bauxiet – een aardmineraal – als grondstof wordt gebruikt. Het wordt uit de grond gewonnen en naar aluminiumoxidefabrieken vervoerd, waar het wordt opgelost in waterige hydroxideoplossingen en gefilterd; een deel van het aluminiumoxide wordt vervolgens doorgestuurd naar aluminiumsmelterijen, waar het door middel van elektrolyse wordt omgezet in metallisch aluminium; de resterende delen worden gecalcineerd voor diverse keramische producten zoals isolatoren, vuurvaste materialen en schuurmiddelen, evenals botimplantaten, bot- en tandimplantaten, laboratoriumbenodigdheden en vuurvaste bekledingen voor laboratoriumovens.

Aluminiumoxide is een grondstof, wat betekent dat de prijs ervan dagelijks schommelt op basis van vraag en aanbod. Fabrikanten volgen deze prijs nauwlettend om hun productiekosten hierop af te stemmen; het product wordt doorgaans in bulk vervoerd per vrachtwagen of treinwagon; afhankelijk van de afstand en de vereiste transportsnelheid kan het ook per schip worden geleverd.

Testen

Aluminiumoxide is een van de meest gebruikte technische keramische materialen. Dankzij zijn eigenschappen is het hard, chemisch inert en stabiel bij hoge temperaturen; hierdoor is aluminiumoxidepoeder bij uitstek geschikt voor de vervaardiging van slijtvaste materialen en vuurvaste producten voor diverse toepassingen. Aluminiumoxide bezit bovendien isolerende en elektrische eigenschappen; hoogzuivere soorten kunnen zelfs worden gebruikt als scheidingslaag tussen anodes en kathodes om kortsluiting tussen deze batterijen te voorkomen.

Aluminiumoxide is ook een essentiële grondstof bij de productie van siliciumwafers voor microchips en elektronische apparaten, en vormt bovendien een essentieel bestanddeel bij de productie van lichtdioden (LED’s) vanwege zijn hittebestendigheid, hoge kook- en smeltpunten en uitstekende geleidbaarheidseigenschappen.

De onderhavige uitvinding beschrijft een methode voor het meten van onzuiverheden in een monster van aluminiumoxidepoeder. Hiervoor wordt een aluminiumoxidemonster blootgesteld aan een röntgenstraal, waarna de diffractiehoek en -intensiteit worden geregistreerd voor meting. Vervolgens kan de roosterconstante worden berekend en kan het verband tussen deze roosterconstante en het gehalte aan onzuiverheden in het aluminiumoxidepoedermonster worden vastgesteld.