Nhôm kim loại là một chất hoạt động hóa học mạnh với ôxy trong không khí và nó nhanh chóng tạo ra một lớp mỏng ôxít nhôm trên bề mặt.. Độ dày và các thuộc tính của của lớp ôxít này có th
Trang 1Ôxít nhôm Nguồn: wapedia.mobi
Ôxít nhôm hay nhôm ôxít là một hợp chất hóa học của nhôm và ôxy với
công thức hóa học Al2O3 Nó còn được biết đến với tên gọi alumina trong cộng
đồng các ngành khai khoáng, gốm sứ, và khoa học vật liệu Nó có hệ số giãn nở nhiệt 0.063 (đơn vị ?), nhiệt độ nóng chảy 2054°C
Ôxít nhôm là thành phần chính của bôxít, loại quặng chủ yếu chứa nhôm Trong công nghiệp, bôxít được tinh luyện thành ôxít nhôm thông qua công nghệ Bayer và sau đó được chuyển thành nhôm kim loại theo công nghệ Hall-Heroult
Quặng bôxít là Al2O3 không tinh khiết có chứa các ôxít sắt (III) (Fe2O3) và ôxít silíc (SiO2) Nó được làm tinh khiết nhờ công nghệ Bayer: Al2O3 + 3 H2O + 2 NaOH (nhiệt) > 2NaAl(OH)4 Ôxít sắt (III) Fe2O3 không hòa tan trong dung dịch kiềm Ô xít silíc SiO2 bị hòa tan thành silicat Si(OH)6-6 Trong quá trình lọc,
Fe2O3 bị loại bỏ Bổ sung thêm axít thì hiđrôxít nhôm (Al(OH)3) kết tủa Silicat vẫn còn trong dung dịch Sau đó, Al(OH)3 (nhiệt) > Al2O3 + 3 H2O Al2O3 ở đây là alumina
Các loại đá quý như hồng ngọc và xaphia chủ yếu là ôxít nhôm, màu của chúng là do các tạp chất gây ra
Ôxít nhôm là lớp bảo vệ cho nhôm kim loại chống lại tác động ăn mòn của không khí Nhôm kim loại là một chất hoạt động hóa học mạnh với ôxy trong không khí và nó nhanh chóng tạo ra một lớp mỏng ôxít nhôm trên bề mặt Lớp ôxít nhôm này rất vững chắc, không cho không khí thẩm thấu qua và nhôm không
bị ôxí hóa tiếp Độ dày và các thuộc tính của của lớp ôxít này có thể được tăng cường bằng quá trình gọi là anốt hóa Một loạt các hợp kim, chẳng hạn như đồng thau-nhôm, khai thác thuộc tính này bằng cách cho thêm một lượng nhỏ nhôm vào hợp kim của đồng và thiếc để tăng tính chống ăn mòn
Trang 2Ôxít nhôm là một chất cách nhiệt và cách điện tốt Trong dạng tinh thể, nó được gọi là corunđum (Số CAS là 1302-74-5 và có độ cứng cao (theo thang độ cứng Mohs đạt tới 9) làm cho nó thích hợp để sử dụng như là vật liệu mài mòn và như là thành phần của các thiết bị cắt
Trong vật liệu gốm
Ôxít nhôm là một thành phần của vật liệu gốm alumina thuộc nhóm lưỡng
tính Chất này có thể nằm trong các nguồn như: caolanh, đất sét, fenspat, alumina vôi hóa, alumina ngậm nước
Do alumina có nhiệt độ nóng chảy cao, vật liệu gốm sứ alumina vẫn giữ được 90% độ bền ở 1100°C và được dùng để chế tạo các chi tiết cần có tính chịu nhiệt Vật liệu gốm sứ alumina nung có thể cứng hơn cacbua vonfram hay ziricon
và có tính chống mài mòn cực tốt do đó được dùng để chế tạo các chi tiết nghiền, dụng cụ & dao cắt, ổ bạc làm việc ở nhiệt độ cao và rất nhiều chi tiết cơ khí khác Alumina là yếu tố quan trọng thứ hai sau silica (điôxít silíc) Cùng với silica và các ôxít trợ chảy, alumina ngăn chặn sự kết tinh (nhờ đó tạo thành thủy tinh - men
ổn định)
Alumina là yếu tố chính làm tăng độ bền cho men: tăng độ bền kéo, giảm
độ giãn nở nhiệt, tăng độ cứng và tăng khả năng chống ăn mòn hóa học Thêm alumina nói chung làm tăng nhiệt độ nóng chảy của men; tuy nhiên, trong một số công thức có chứa xôđa-vôi (hiđrôxít natri- hiđrôxít canxi, thêm một lượng nhỏ alumina lại làm giảm nhiệt độ nóng chảy Tăng hàm lượng Al2O3 làm men "cứng" hơn, bền & ổn định hơn trên khoảng nhiệt độ rộng hơn (tuy nhiên hàm lượng cao quá có thể dẫn đến "crawling", lỗ kim và bề mặt thô ráp) Thêm alumina vào ngăn chặn sự kết tinh và hóa mờ của men trong quá trình làm nguội Ngược lại, thêm một lượng nhỏ CaO giúp giảm độ nhớt của men nóng chảy (nghĩa là men chảy lỏng hơn)
Trang 3Alumina vôi hóa không sử dụng làm nguồn cung cấp Al2O3 cho men nhưng alumina ngậm nước nghiền thật mịn có thể cung cấp Al2O3 và cho mặt men mờ xỉn Cao lanh, fenspat, nephelin syenit là những nguồn cung cấp tốt nhất, trong đó
lý tưởng nhất là cao lanh do nó còn ảnh hưởng quan trọng đến sự tạo thành huyền phù, độ keo Trong công thức men, nên sử dụng tối đa fenspat và cao lanh làm nguồn cung cấp Al2O3 cho đến khi hàm lượng chất kiềm đạt tới mức giới hạn, sau
đó bổ sung lượng alumina nếu cần bằng alumina ngậm nước
Alumina là yếu tố khống chế độ chảy loãng của men nung (vì alumina giúp hình thành những mối liên kết chặt giữa ôxít trợ chảy và silica), giữ không cho men chảy loãng và chảy khỏi bề mặt phủ men Đây là lý do nó được gọi là "ôxít trung gian"
Tỉ số silica trên alumina là chỉ số chính cho biết độ bóng mặt men Khi không có bo, tỉ số silica trên alumina nhỏ hơn 5:1 thường cho mặt men khá mờ xỉn Tỉ số lớn hơn 8:1 thường cho mặt men bóng nếu không có sự hiện diện của titan, kẽm, magiê hay canxi Alumina ngậm nước có thể tạo bọt và làm đục men
Alumina vôi hóa có thể được sử dụng trong thành phần thân đất sét thay cho đá lửa khi cần (làm thân nung cứng và trắng hơn) nhưng nó đắt hơn nhiều so với đá lửa