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氧化鋁（Al₂O₃），工業(yè)Al2O3是由鋁礬土（Al₂O₃?3H₂O）和硬水鋁石制備的，對(duì)于純度要求高的Al2O3，一般用化學(xué)方法制備。

Al₂O₃有許多同質(zhì)異晶體，目前已知的有10多種，主要有3種晶型，即γ-Al₂O₃3、β-Al₂O₃、α-Al₂O₃。其中結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)也不同，在1300℃以上的高溫時(shí)幾乎完全轉(zhuǎn)化為α-Al₂O₃。

 

基礎(chǔ)信息

中文名	氧化鋁	化學(xué)式	Al?O?
別  稱	三氧化二鋁、剛玉、礬土、鋁氧	英文名	Aluminium oxide/Aluminum oxide
外  觀	白色無(wú)定形粉狀	分子量	101.96
熔  點(diǎn)	2030ºC	沸  點(diǎn)	2980ºC
密  度	3.5-3.9g/cm3	水溶性	微溶于水，易溶于堿和酸
CAS登錄號(hào)	1344-28-1	EINECS登錄號(hào)	215-691-6
晶格常數(shù)	a=0.514nm	晶體結(jié)構(gòu)	O2-離子按六方精密堆積排列

 

質(zhì)檢指標(biāo)

水中溶解物，% ≤	0.5
硅酸鹽(SiO?)	合格
堿金屬及堿土金屬，% ≤	0.50
重金屬（以Pb計(jì)），% ≤	0.005
氯化物(Cl)，% ≤	0.01
硫酸鹽(SO?)，% ≤	0.05
灼燒失量，% ≤	5.0
鐵(Fe)，% ≤	0.01

 

~性

食入 ：低危險(xiǎn)，易造成老年癡呆，對(duì)小孩智力有損害

吸入 ：可能造成刺激或肺部傷害

~ ：低危險(xiǎn)

眼睛 ：低危險(xiǎn)

在沒有特別注明的情況下，使用SI單位和標(biāo)準(zhǔn)氣溫和氣壓。

氧化鋁是鋁和氧的化合物，化學(xué)式為Al?O?。在礦業(yè)、制陶業(yè)和材料科學(xué)上又被稱為礬土。

 

主要用途

總述

1.紅寶石、藍(lán)寶石的主成份皆為氧化鋁，因?yàn)槠渌s質(zhì)而呈現(xiàn)不同的色澤，藍(lán)寶石則含有氧化鐵和氧化鈦而呈藍(lán)色。

⒉ 在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量較高。工業(yè)上，鐵鋁氧石經(jīng)由Bayer process純化為氧化鋁，再由Hall-Heroult process轉(zhuǎn)變?yōu)殇X金屬。

⒊ 鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。

⒋ 鋁為電和熱的良導(dǎo)體。氧化鋁的晶體形態(tài)因?yàn)橛捕雀?，適合用作研磨材料及切割工具。

⒌ 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

⒍ 2004年8月，在美國(guó)3M公司任職的科學(xué)家開發(fā)出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強(qiáng)化玻璃。

制造強(qiáng)化玻璃

資料：剛玉粉硬度大可用作磨料，拋光粉，高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁，稱人造剛玉或人造寶石，可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，氧化鋁也是煉鋁的原料。煅燒氫氧化鋁可制得γ-Al?O?。γ-Al?O?具有強(qiáng)吸附力和催化活性，可做吸附劑和催化劑。剛玉主要成分α-Al?O?。桶狀或錐狀的三方晶體。有玻璃光澤或金剛光澤。密度為3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔點(diǎn)2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和堿。耐高溫。無(wú)色透明者稱白玉，含微量三價(jià)鉻的顯紅色稱紅寶石；含二價(jià)鐵、三價(jià)鐵或四價(jià)鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石；含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉?？捎米鼍軆x器的軸承，鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外，可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。

氧化鋁化學(xué)式Al?O?，分子量101.96。礬土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常見的是α-Al?O?和γ-Al?O?。自然界中的剛玉為α-Al?O?，六方緊密堆積晶體，α-Al?O?的熔點(diǎn)2015±15℃，密度3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或堿。γ-Al?O?屬立方緊密堆積晶體，不溶于水，但能溶于酸和堿。

氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續(xù)氧化。氧化物薄膜的厚度和性質(zhì)都能通過一種稱為陽(yáng)極處理（陽(yáng)極防腐）的處理過程得到加強(qiáng)。

 

陶瓷作用

氧化鋁分為煅燒氧化鋁和普通工業(yè)氧化鋁，煅燒氧化鋁是生產(chǎn)仿古磚的具備原料，而工業(yè)氧化鋁則可用于生產(chǎn)微晶石，在傳統(tǒng)釉料中，氧化鋁常用作增白。由于仿古磚和微晶石受到了市場(chǎng)青睞，氧化鋁的用量也是逐年增長(zhǎng)。

因此，氧化鋁陶瓷在陶瓷行業(yè)中應(yīng)運(yùn)而生--氧化鋁陶瓷是一種以Al?O?為主要原料,以剛玉為主晶相的陶瓷材料.因其具有機(jī)械強(qiáng)度高,硬度大,高頻介電損耗小,高溫絕緣電阻高,耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜合技術(shù)性能等優(yōu)勢(shì)。

媒介物

氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。

鋁土礦

（Al?O?·H?O和Al?O?·3H?O）是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，獲得偏鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘?jiān)瑢V液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間攪拌，鋁酸鈉溶液會(huì)分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來(lái)洗凈，再在950-1200℃的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用．此法由奧地利科學(xué)家拜耳（K．J．Bayer）在1888年發(fā)明，時(shí)至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”．

α型氧化鋁

在α型氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，Al3+對(duì)稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高．α型氧化鋁不溶于水和酸，工業(yè)上也稱鋁氧，是制金屬鋁的基本原料；也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實(shí)驗(yàn)儀器；還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等；高純的α型氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料；還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基。

γ型氧化鋁

γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積，Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。γ型氧化鋁不溶于水，能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁．γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無(wú)色或微帶粉紅的圓柱型顆粒，耐壓性好．在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體；在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑，還用于色層分析；在實(shí)驗(yàn)室是中性強(qiáng)干燥劑，其干燥能力不亞于五氧化二磷，使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復(fù)使用。

世界上用拜耳法生產(chǎn)的氧化鋁要占到總產(chǎn)量的90%以上，氧化鋁大部分用于制金屬鋁，用作其它用途的不到10%。

電解氧化鋁

工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)電解鋁的主要工藝過程是一個(gè)熔鹽電化學(xué)過程，用簡(jiǎn)單的化學(xué)式可表示如下：

熔鹽電解

主反應(yīng)：Al?O?+2C ——————→ 2Al+CO?↑+CO↑ ⑴

陽(yáng)極 960～990℃陰極

副反應(yīng)：AlF?+C→Al+CF? ⑵

3NaFAlF?+C →Al+NaF+CF?+F? ⑶

NaF+C → Na+CF? ⑷

β型氧化鋁

還有一種β-Al?O?，它有離子傳導(dǎo)能力（允許Na通過)，以β-鋁礬土為電解質(zhì)制成鈉－硫蓄電池。由于這種蓄電池單位重量的蓄電量大，能進(jìn)行大電流放電，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。這種電池負(fù)極為熔融鈉，正極為多硫化鈉（Na?Sx），電解質(zhì)為β－鋁礬土（鈉離子導(dǎo)體）

這種蓄電池使用溫度范圍可達(dá)620～680K，其蓄電量為鉛蓄電池蓄電量的3～5倍。用β－Al?O?陶瓷做電解食鹽水的隔膜生產(chǎn)燒堿，有產(chǎn)品純度高，公害小的特點(diǎn)。

磨料氧化鋁

氧化鋁適用于多種干濕處理工藝，可將任何工件的粗糙表面打磨精細(xì)，是較經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的磨料之一。這種尖銳有菱角的人工合成磨料具有僅次于金剛石的硬度，尤其適合對(duì)鐵質(zhì)污染有嚴(yán)格要求時(shí)使用。用于較粗糙的切割，也可制成卵石形對(duì)尺寸精密的工件進(jìn)行處理，來(lái)達(dá)到極低的粗糙度。由于它的高密度、尖銳、菱 角結(jié)構(gòu)，因此它是目前較快速的切割磨料之一。

氧化鋁通過電熔高質(zhì)礬土礦來(lái)制造棕剛玉的，而高質(zhì)鋁酸鹽用來(lái)生產(chǎn)粉剛玉和白剛玉。它們的天然晶體結(jié)構(gòu)使其硬度高，切割性能快。同時(shí)它們經(jīng)常用作固結(jié)磨具和涂附磨具的原料。

氧化鋁可多次循環(huán)利用，循環(huán)次數(shù)和材料等級(jí)及具體工藝過程有關(guān)，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)磨料噴砂設(shè)備均可使用。

適用工業(yè)范圍：航空航天業(yè)、汽車業(yè)、消費(fèi)品加工、鑄造/壓鑄、OEM分銷商、半導(dǎo)體工業(yè)等不同領(lǐng)域。

適用工藝范圍：表面電鍍、油漆，上釉和涂裝聚四氟乙烯前的預(yù)處理；鋁和合金制品去毛刺，去鍋垢；模具清理；金屬噴砂前預(yù)處理；干磨和濕磨；精密光學(xué)折射；礦物質(zhì)，金屬，玻璃和晶體的研磨；玻璃雕刻和油漆添加劑。

活性氧化鋁

技術(shù)指標(biāo)

活性氧化鋁外觀：活性氧化鋁為白色球狀多孔性顆粒，粒度均勻，表面光滑，機(jī)械強(qiáng)度大，吸濕性強(qiáng)，吸水后不脹不裂保持原狀，~、無(wú)臭、不溶于水、乙醇，對(duì)氟有很強(qiáng)的吸附性，主要用于高氟地區(qū)飲用水的除氟。

活性氧化鋁對(duì)氣體、水蒸氣和某些液體的水分有選擇吸附本領(lǐng)。吸附飽和后可在約175-315℃加熱除去水而復(fù)活。吸附和復(fù)活可進(jìn)行多次。除用作干燥劑外，還可從污染的氧、氫、二氧化碳、天然氣等中吸附潤(rùn)滑油的蒸氣。并可用作催化劑和催化劑載體和色層分析載體。

活性氧化鋁在一定的操作條件和再生條件下，該產(chǎn)品的干燥深度高達(dá)露點(diǎn)溫度－70度以下。