aluminijev oksid v prahu

Aluminij v prahu je nepogrešljivo jedro in polnilo v nanokompozitih, prav tako pa je pomembna podporna spojina za industrijske katalizatorje. Porozne saje so sestavni del kozmetičnih izdelkov zaradi svoje goste konsistence in sposobnosti absorbiranja nečistoč, hkrati pa so osnova za korund, abraziv, ki se uporablja za poliranje dragih kamnov.

Značilnosti

Aluminij v prahu nastaja s kalcinacijo aluminijevega hidroksida pri visokih temperaturah, da se odstrani voda in nastane aluminijev oksid, nato pa se dodatno obdela za proizvodnjo različnih oblik z različnimi lastnostmi in uporabo.

Aluminij ima lahko glede na kakovost različno strukturo, od fine do grobe, ter različne stopnje kemične čistosti in površine. Sorte z zelo nizko stopnjo nečistoč so znane kot aluminijev oksid visoke čistosti (HPA), medtem ko so tiste z izjemno veliko površino znane kot zrnati aluminijev oksid (GA) z nižjo stopnjo čistosti.

Droben aluminijev oksid v prahu je mogoče najti v polirnih spojinah in materialih za podporo katalizatorjem, uporablja pa se tudi kot polnilo v postopkih proizvodnje plastike in gume. Poleg tega se aluminijev oksid visoke čistosti uporablja pri izdelavi safirnih podlag za elektronske naprave in je prevlečen s kovino za uporabo v visokotemperaturnih spajkalnih sklopih - skratka, uporablja se za številne namene in deluje kot odličen električni izolator.

Aluminij se lahko uporablja tudi kot zaščitni premaz na industrijskih izdelkih in strojih, ki jih ščiti pred obrabo. Zaradi izjemne trdote in trdnosti je aluminijev oksid idealen za keramične izolatorje in podlage, zaradi toplotne zmogljivosti in visokega tališča pa je uporaben tudi pri proizvodnji ognjevzdržnih izdelkov, ki se uporabljajo v aplikacijah, kot so petrokemična predelava, proizvodnja cementa, sežiganje odpadkov ter proizvodnja železa in jekla. Aluminij se lahko celo meša s steklom za povečanje trdnosti.

Aplikacije

Aluminij v prahu se uporablja v proizvodnji najrazličnejših industrijskih izdelkov, kot so keramika, metalurgija, elektronika in proizvodnja katalizatorjev. Zaradi svojih toplotnih, kemičnih in mehanskih lastnosti je aluminijev oksid idealen material za ognjevzdržne materiale, brusilne plošče in aplikacije, odporne na obrabo, ter zaradi nizke ravni trenja, zaradi česar je primeren za nanokompozite z zahtevami po biokompatibilnosti.

Zaradi visokega tališča in toplotne odpornosti se aluminijev oksid pogosto uporablja pri proizvodnji električnih naprav in polprevodnikov. Poleg tega se v radiatorjih uporablja kot ključna sestavina za odvajanje toplote, ki nastaja v elektronskih komponentah, zaradi nizkega trenja in izolacijskih lastnosti pa je odličen material za izdelavo premazov proti obrabi.

Kalciniran aluminijev oksid se v petrokemični industriji pogosto uporablja za izdelavo keramičnih proppantov, ki se uporabljajo pri hidravličnem lomljenju, da se med hidravličnim lomljenjem (frackingom) ohranijo odprte razpoke in tako pomaga pri črpanju ogljikovodikov iz podzemnih nahajališč.

Čisti (99% aluminijev oksid) se pogosto uporablja za izdelavo delov za stroje in opremo, ki morajo biti odporni proti obrabi, hkrati pa učinkovito izolirajo pred hrupom in sevanjem. Ta material se pogosto uporablja za gredi, ležaje, tlačne podložke in batnice v črpalkah, ki uporabljajo kemikalije, ter za laserske komponente, elektrooptične naprave, senzorje merilnikov pretoka in rentgensko opremo.

Aluminij se lahko prevaža s tovornjaki ali prikolicami, posebej opremljenimi za prevoz težkih tovorov, po železnici, tovorni ladji ali na kakršen koli drug način, namenjen prevozu suhega razsutega blaga, kot je aluminij.

Proizvodnja

Aluminij je nepogrešljiv material v številnih aplikacijah, kot so abrazivi, sintrani izdelki, materiali za plazemsko brizganje in polnila. Poleg tega lahko aluminijev oksid najdemo tudi kot monokristale, nosilce za katalizatorje in fluorescenčne snovi. Nekatere uporabe aluminijevega oksida zahtevajo njegovo visoko čistost in ozko porazdelitev velikosti delcev, medtem ko druge zahtevajo posebne oblike; na primer keramični filtri, ki se uporabljajo v elektrarnah na premog, morajo vsebovati aluminijev oksid v prahu s premerom 100 mikronov Filtri za kanale za dimne pline za optimalno uporabo potrebujejo prah v obliki valja s premerom enakim 100 mikronom.

Večina aluminijevega oksida se proizvaja po Bayerjevem postopku, pri katerem se kot surovina uporablja boksit - zemeljski mineral. Del aluminijevega oksida se izkoplje iz zemlje in prepelje v obrate za proizvodnjo aluminijevega oksida, kjer se raztopi z vodnimi raztopinami hidroksidov in filtrira; del aluminijevega oksida se nato pošlje naprej v talilnice aluminija, kjer se elektrolitsko pretvori v kovinski aluminij; preostali deli se kalcinirajo za različne keramične izdelke, kot so izolatorji, ognjevarni materiali in abrazivi, pa tudi kostni vsadki, kostni/zobni vsadki ter laboratorijski izdelki in ognjevarne obloge laboratorijskih peči.

Aluminij je blago, kar pomeni, da njegova cena dnevno niha glede na ponudbo in povpraševanje. Proizvajalci to ceno natančno spremljajo, da bi ustrezno prilagodili proizvodne stroške, in jo običajno pošiljajo v razsutem stanju s tovornjaki ali železniškimi vagoni; odvisno od razdalje in hitrosti, potrebne za prevoz, jo lahko dostavijo tudi z ladjo.

Testiranje

Aluminijev oksid je ena najpogosteje uporabljenih tehničnih keramik. Zaradi svojih lastnosti je trda, kemično inertna in stabilna pri visokih temperaturah, zato je aluminijev oksid v prahu idealen za izdelavo materialov, odpornih proti obrabi, in ognjevzdržnih izdelkov za različne namene. Aluminij ima tudi izolacijske in električne lastnosti; razredi visoke čistosti se lahko uporabljajo celo kot separatorji med anodami in katodami, da se prepreči kratek stik med temi baterijami.

Aluminij je tudi osnovna surovina pri proizvodnji silicijevih ploščic za mikročipe in elektronske naprave, zaradi svoje toplotne odpornosti, visokih vrelišč in taljenja ter odlične prevodnosti pa je bistvena sestavina pri proizvodnji svetlečih diod (LED).

Ta izum opisuje metodo za merjenje nečistoč v vzorcu aluminijevega prahu. Pri tem se vzorec aluminijevega oksida izpostavi rentgenskemu žarkom, nato pa se za meritev zabeležita njegov difrakcijski kot in intenziteta. Nato se lahko izračuna njegova mrežna konstanta in določi korelacija med njo in vsebnostjo nečistoč v vzorcu aluminijevega prahu.