aluminiumoxidpulver

Aluminiumoxidpulver är ett oumbärligt kärn- och fyllnadsmaterial i nanokompositer och fungerar dessutom som en viktig bärare för industriella katalysatorer. Poröst kolsvart är en viktig beståndsdel i kosmetiska produkter tack vare sin tjocka konsistens och förmåga att absorbera föroreningar, samtidigt som det utgör grunden för korund, ett slipmedel som används för att polera ädelstenar.

Egenskaper

Aluminiumoxidpulver framställs genom att aluminiumhydroxid kalcineras vid höga temperaturer för att avlägsna vatten och bilda aluminiumoxid, varefter det bearbetas vidare för att framställa olika former med olika egenskaper och användningsområden.

Beroende på kvalitet kan aluminiumoxid ha en struktur som varierar från fin till grov och uppvisa olika nivåer av kemisk renhet och ytarea. Kvaliteter med mycket låga halter av föroreningar kallas högren aluminiumoxid (HPA), medan de med extremt stora ytor kallas granulär aluminiumoxid (GA) och har lägre renhetsgrader.

Fina aluminiumoxidpulver förekommer i polermedel och som bärarmaterial för katalysatorer, och används dessutom som fyllnadsmaterial vid tillverkning av plast och gummi. Dessutom används högren aluminiumoxid vid tillverkning av safirsubstrat för elektroniska enheter och metallbeläggs för användning i högtemperaturlödningar – kort sagt har det många användningsområden och fungerar som en utmärkt elektrisk isolator.

Aluminiumoxid kan även användas som skyddsbeläggning på industriprodukter och maskiner, vilket bidrar till att skydda dem mot nötning. Tack vare sin överlägsna hårdhet och hållfasthet är aluminiumoxid ett idealiskt material för keramiska isolatorer och substrat. Dess värmekapacitet och höga smältpunkt gör det dessutom användbart vid tillverkning av eldfasta produkter som används inom områden som petrokemisk bearbetning, cementproduktion, avfallsförbränning samt järn- och stålframställning. Aluminiumoxid kan till och med blandas med glas för att öka hållfastheten.

Ansökningar

Aluminiumpulver används vid tillverkningen av en mängd olika industriprodukter, till exempel inom keramik, metallurgi, elektronik och katalysatortillverkning. Tack vare sina termiska, kemiska och mekaniska egenskaper är aluminiumoxid ett idealiskt material för eldfasta material, slipskivor och slitstarka tillämpningar, samt för tillämpningar med låg friktion, vilket gör det lämpligt för nanokompositer med krav på biokompatibilitet.

Tack vare sin höga smältpunkt och värmebeständighet används aluminiumoxid i stor utsträckning vid tillverkningen av elektriska apparater och halvledare. Dessutom används det i kylflänsar som en viktig komponent för att avleda värme som alstras i elektroniska komponenter, och dess låga friktion samt isolerande egenskaper gör det till ett utmärkt materialval för tillverkning av slitstarka beläggningar.

Kalcinerad aluminiumoxid används i stor utsträckning inom den petrokemiska industrin för tillverkning av keramiska proppmedel som används vid hydraulisk sprickbildning för att hålla sprickorna öppna under processen (fracking), vilket underlättar utvinningen av kolväten från underjordiska fyndigheter.

Ren aluminiumoxid (99%) används i stor utsträckning för tillverkning av delar till maskiner och utrustning som måste vara slitstarka och samtidigt ge ett effektivt skydd mot buller och strålning. Vanliga användningsområden för detta material är axlar, lager, tryckbrickor och kolvar i pumpar som hanterar kemikalier, samt laserkomponenter, elektrooptiska enheter, flödesmätare, sensorer och röntgenutrustning.

Aluminiumoxid kan transporteras med lastbilar eller släpvagnar som är specialutrustade för tunga laster, med järnväg, fraktfartyg eller på något annat sätt som är avsett för transport av torra bulkråvaror såsom aluminium.

Tillverkning

Aluminiumoxid är ett oumbärligt material inom många tillämpningsområden, såsom slipmedel, sintrade produkter, material för plasmasprutning och fyllmedel. Dessutom förekommer aluminiumoxid även i form av enkristaller, bärare för katalysatorer och fluorescerande ämnen. Vissa användningsområden för aluminiumoxid kräver hög renhet och en snäv partikelstorleksfördelning, medan andra kräver specifika former; till exempel måste keramiska filter som används vid koleldade kraftverk innehålla aluminiumoxidpulver med en diameter på 100 mikron, och filter för rökgaskanaler kräver cylindriskt format pulver med en diameter på 100 mikron för optimal användning.

Det mesta av aluminiumoxiden framställs genom Bayer-processen, där bauxit – ett jordmineral – används som råvara. Bauxiten bryts ur marken och transporteras till aluminiumoxidfabriker för upplösning i vattenhaltiga hydroxidlösningar och filtrering. En del av aluminiumoxiden skickas därefter vidare till aluminiumsmältverk där den elektrolyseras till metalliskt aluminium; de återstående delarna kalcineras för olika keramiska produkter såsom isolatorer, eldfasta material och slipmedel, liksom benimplantat, ben- och tandimplantat samt laboratorieutrustning och eldfasta foder för laboratorieugnar.

Aluminiumoxid är en råvara, vilket innebär att priset fluktuerar dagligen beroende på utbud och efterfrågan. Tillverkarna följer prisutvecklingen noga för att kunna anpassa produktionskostnaderna därefter. Vanligtvis transporteras det i bulk med lastbil eller järnvägsvagn; beroende på avståndet och den hastighet som krävs för transporten kan det även levereras med fartyg.

Testning

Aluminiumoxid är ett av de mest använda tekniska keramikmaterialen. Dess egenskaper gör det hårt, kemiskt inert och stabilt vid höga temperaturer, vilket gör aluminiumoxidpulver idealiskt för tillverkning av slitstarka material och eldfasta produkter för olika tillämpningar. Aluminiumoxid har även isolerande och elektriska egenskaper; högrenhetsgrader kan till och med användas som separatorer mellan anoder och katoder för att förhindra kortslutning mellan dessa batterier.

Aluminiumoxid är också en viktig råvara vid tillverkningen av kiselskivor för mikrochips och elektroniska komponenter, samtidigt som det utgör en viktig beståndsdel vid tillverkningen av lysdioder (LED) tack vare sin värmebeständighet, höga kok- och smältpunkter samt utmärkta ledningsegenskaper.

Denna uppfinning beskriver en metod för att mäta föroreningar i ett prov av aluminiumoxidpulver. För detta ändamål bestrålas ett aluminiumoxidprov med en röntgenstråle, varefter dess diffraktionsvinkel och intensitet registreras för mätning. Därefter kan dess gitterkonstant beräknas och sambandet mellan denna och föroreningshalten i aluminiumoxidpulverprovet fastställas.