氧化鋁(Aluminium oxide)是白色固体,是鋁和氧的化合物,分子式為Al2O3。在礦業、製陶業和材料科學上又稱為礬土。常见纯度为99.5%和96%。
1961年,通用电气(GE)生产出了「Lucalox」,一种用于钠灯中的透明矾土。
特性
- 氧化鋁是一種白色固體,在礦業、製陶業和材料科學上又被稱為礬土。
- 氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽,是一種屬於陶瓷原料之一,在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結,使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度,其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性。
- 氧化铝有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。
- 自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积,熔点、硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,绝缘性好。
製備
在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中,氧化鋁的含量最高。工業上,鐵鋁氧石經由拜耳法純化為氧化鋁:
- 加热用氢氧化钠溶解矿石。氧化铁不溶,二氧化硅溶解为硅酸根(Si(OH)62−),氧化铝溶解为铝酸根()。
- 过滤,加酸处理,氢氧化铝沉淀出来,再过滤。
- 強熱氫氧化鋁,可得無定形之白色氧化鋁粉末。
再由霍尔-埃罗法轉變為鋁金屬。
用途
- 紅寶石、藍寶石的主成份皆為氧化鋁,因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色,藍寶石則含有氧化鐵及二氧化鈦而呈藍色。
- 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应,生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理(阳极防腐)的处理过程得到加强。
- 鋁為電和熱的良導體,而氧化鋁則是電與熱的絕緣體。氧化鋁的晶體形態剛玉因為硬度高,適合用作研磨材料及切割工具
- 氧化鋁的晶體也可作為磊晶用的基材。
- 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。
- 2004年8月,在美國3M公司任職的科學家開發出以鋁及稀土元素化合成的合金製造出稱為transparent alumina的強化玻璃。
- 可以用於高速鐵路列車的緊急刹車裝置(向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力)
- 多孔高表面积比的氧化铝称为活性氧化铝,常用作催化剂、吸附剂、脱水剂和催化剂载体。典型的用途是作为克劳斯化学反应的催化剂。
- 耐火砖的主要成分
参考资料
外部連結