Oxyde d'aluminium

L'oxyde d'aluminium est un composé chimique d'aluminium et d'oxygène de formule chimique Al2O3. C'est le plus commun de plusieurs oxydes d'aluminium et il est spécifiquement identifié comme oxyde d'aluminium (III). Elle est communément appelée alumine et peut également être appelée aloxyde, aloxite ou alundum en fonction de formes ou d'applications particulières. Il se produit naturellement dans la phase polymorphe cristalline α-Al2O3 comme le corindon minéral, dont les variétés composent les pierres précieuses rubis et saphir. L'Al2O3 est important pour l'utilisation de l'aluminium métallique, comme abrasif en raison de sa dureté et comme matériau réfractaire en raison de son point de fusion élevé

Connue sous le nom d'alumine alpha dans les communautés de la science des matériaux ou d'alundum (sous forme fusionnée) ou d'aloxite dans les communautés minière et céramique, l'alumine est largement utilisée. La production mondiale annuelle d'alumine en 2015 était d'environ 115 millions de tonnes, dont plus de 90% sont utilisées dans la fabrication d'aluminium métallique. Les principales utilisations des oxydes d'aluminium spéciaux sont les réfractaires, la céramique, le polissage et les applications abrasives. De grandes quantités d'hydroxyde d'aluminium, à partir duquel l'alumine est dérivée, sont utilisées dans la fabrication de zéolites, le revêtement de pigments d'oxyde de titane et comme retardateur de feu / retardateur de fumée.

Applications

Plus de 90% de l'alumine produite, communément appelée alumine de fonderie (SGA), est consommée pour la production d'aluminium, principalement par le procédé Hall-Héroult. Le reste, qui est normalement appelé alumine spéciale, est utilisé dans une grande variété d'applications reflétant son inertie, sa résistance à la température et sa résistance électrique.

-Fillers
Parce qu'il est assez chimiquement inerte et blanc, l'oxyde d'aluminium est une charge préférée pour les plastiques. L'oxyde d'aluminium est un ingrédient commun dans les écrans solaires et se trouve également parfois dans les cosmétiques tels que le blush, le rouge à lèvres et le vernis à ongles.

-Verre
De nombreuses formulations de verre contiennent de l'oxyde d'aluminium comme ingrédient. [20]

-Catalyse
L'oxyde d'aluminium catalyse diverses réactions utiles industriellement. Dans sa plus grande application, l'alumine est le catalyseur du procédé Claus de conversion des gaz de combustion de sulfure d'hydrogène en soufre élémentaire dans les raffineries. Il est également utile pour la déshydratation des alcools en oléfines.

L'alumine sert de support de catalyseur pour de nombreux catalyseurs industriels, tels que ceux utilisés dans l'hydrodésulfuration et certaines polymérisations Ziegler-Natta.

Purification des gaz
L'oxyde d'aluminium est largement utilisé pour éliminer l'eau des flux de gaz.

-Abrasif

L'oxyde d'aluminium est utilisé pour sa dureté et sa résistance. Il est largement utilisé comme abrasif, ainsi que comme remplacement beaucoup moins cher du diamant industriel. De nombreux types de papier de verre utilisent des cristaux d'oxyde d'aluminium. De plus, sa faible rétention de chaleur et sa faible chaleur spécifique le rendent largement utilisé dans les opérations de meulage, en particulier les outils de coupe. En tant qu'aloxite minéral abrasif en poudre, il est, avec la silice, un constituant important de la «craie» de pointe de queue utilisée dans le billard. La poudre d'alumine est utilisée dans certains kits de polissage de CD / DVD et de réparation de rayures. Ses propriétés de polissage sont également à l'origine de son utilisation dans les dentifrices. Il est également utilisé en microdermabrasion, à la fois dans le processus machine disponible chez les dermatologues et esthéticiennes, et comme abrasif dermique manuel utilisé selon les instructions du fabricant.

-Peindre

Les flocons d'oxyde d'aluminium sont utilisés dans la peinture pour des effets décoratifs réfléchissants, comme dans l'industrie automobile ou cosmétique.

-Fibres composites

L'oxyde d'aluminium a été utilisé dans certains matériaux fibreux expérimentaux et commerciaux pour des applications à haute performance (par exemple, Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720). Les nanofibres d'oxyde d'aluminium en particulier sont devenues un domaine de recherche.

-Gilets pare-balles

Certaines armures corporelles utilisent des plaques en céramique d'alumine, généralement associées à un support en aramide ou en UHMWPE pour être efficaces contre la plupart des menaces de fusil. L'armure en céramique d'alumine est facilement disponible pour la plupart des civils dans les juridictions où elle est légale, mais n'est pas considérée comme de qualité militaire.

-Protection contre l'ab

L'oxyde d'aluminium est un composé chimique d'aluminium et d'oxygène de formule chimique Al2O3. C'est le plus commun de plusieurs oxydes d'aluminium et il est spécifiquement identifié comme oxyde d'aluminium (III). Elle est communément appelée alumine et peut également être appelée aloxyde, aloxite ou alundum en fonction de formes ou d'applications particulières. Il se produit naturellement dans la phase polymorphe cristalline α-Al2O3 comme le corindon minéral, dont les variétés composent les pierres précieuses rubis et saphir. L'Al2O3 est important pour l'utilisation de l'aluminium métallique, comme abrasif en raison de sa dureté et comme matériau réfractaire en raison de son point de fusion élevé

Connue sous le nom d'alumine alpha dans les communautés de la science des matériaux ou d'alundum (sous forme fusionnée) ou d'aloxite dans les communautés minière et céramique, l'alumine est largement utilisée. La production mondiale annuelle d'alumine en 2015 était d'environ 115 millions de tonnes, dont plus de 90% sont utilisées dans la fabrication d'aluminium métallique. Les principales utilisations des oxydes d'aluminium spéciaux sont les réfractaires, la céramique, le polissage et les applications abrasives. De grandes quantités d'hydroxyde d'aluminium, à partir duquel l'alumine est dérivée, sont utilisées dans la fabrication de zéolites, le revêtement de pigments d'oxyde de titane et comme retardateur de feu / ignifuge.

Applications

Plus de 90% de l'alumine produite, communément appelée alumine de fonderie (SGA), est consommée pour la production d'aluminium, principalement par le procédé Hall-Héroult. Le reste, qui est normalement appelé alumine spéciale, est utilisé dans une grande variété d'applications reflétant son inertie, sa résistance à la température et sa résistance électrique.

-Fillers
Étant assez chimiquement inerte et blanc, l'oxyde d'aluminium est une charge préférée pour les plastiques. L'oxyde d'aluminium est un ingrédient commun dans les écrans solaires et se trouve également parfois dans les cosmétiques tels que le fard à joues, le rouge à lèvres et le vernis à ongles.

-Verre
De nombreuses formulations de verre contiennent de l'oxyde d'aluminium comme ingrédient. [20]

-Catalyse
L'oxyde d'aluminium catalyse diverses réactions utiles sur le plan industriel. Dans sa plus grande application, l'alumine est le catalyseur du procédé Claus pour la conversion des effluents gazeux de sulfure d'hydrogène en soufre élémentaire dans les raffineries. Il est également utile pour la déshydratation des alcools en oléfines.

L'alumine sert de support de catalyseur pour de nombreux catalyseurs industriels, tels que ceux utilisés dans l'hydrodésulfuration et certaines polymérisations Ziegler-Natta.

Purification des gaz
L'oxyde d'aluminium est largement utilisé pour éliminer l'eau des flux de gaz.

-Abrasif

L'oxyde d'aluminium est utilisé pour sa dureté et sa résistance. Il est largement utilisé comme abrasif, ainsi que comme substitut beaucoup moins cher du diamant industriel. De nombreux types de papier de verre utilisent des cristaux d'oxyde d'aluminium. De plus, sa faible rétention de chaleur et sa faible chaleur spécifique le rendent largement utilisé dans les opérations de meulage, en particulier les outils de coupe. En tant qu'aloxite minéral abrasif en poudre, il est, avec la silice, un constituant important de la «craie» de pointe de queue utilisée dans le billard. La poudre d'alumine est utilisée dans certains kits de polissage de CD / DVD et de réparation de rayures. Ses propriétés de polissage sont également à l'origine de son utilisation dans les dentifrices. Il est également utilisé en microdermabrasion, à la fois dans le processus machine disponible chez les dermatologues et cosmétologues, et comme abrasif dermique manuel utilisé selon les instructions du fabricant.

-Peindre

Les flocons d'oxyde d'aluminium sont utilisés dans la peinture pour des effets décoratifs réfléchissants, comme dans les industries automobile ou cosmétique.

-Fibres composites

L'oxyde d'aluminium a été utilisé dans certains matériaux fibreux expérimentaux et commerciaux pour des applications à haute performance (par exemple, Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720). Les nanofibres d'oxyde d'aluminium en particulier sont devenues un domaine de recherche.

-Gilets pare-balles

Certains gilets pare-balles utilisent des plaques en céramique d'alumine, généralement associées à un support en aramide ou en UHMWPE pour être efficaces contre la plupart des menaces de fusil. L'armure en céramique d'alumine est facilement disponible pour la plupart des civils dans les juridictions où elle est légale, mais n'est pas considérée comme de qualité militaire.

-Protection contre l'abrasion

L'oxyde d'aluminium peut être cultivé sous forme de revêtement sur de l'aluminium par anodisation ou par oxydation électrolytique au plasma. La dureté et les propriétés de résistance à l'usure du revêtement proviennent de la haute résistance de l'alumine, mais la couche de revêtement poreuse produite par les procédures d'anodisation CC conventionnelles se situe dans une plage de dureté C Rockwell de 60 à 70, qui n'est comparable qu'aux alliages d'acier au carbone durci. , mais nettement inférieure à la dureté du corindon naturel et synthétique. Au lieu de cela, dans l'oxydation électrolytique au plasma, le revêtement n'est poreux que sur la couche d'oxyde, tandis que les couches d'oxyde inférieures sont beaucoup plus compactes que dans les procédures d'anodisation DC standard et présentent une cristallinité plus élevée en raison des couches d'oxyde refondues et compactées pour obtenir α-. Clusters Al2O3 avec des valeurs de dureté de revêtement beaucoup plus élevées autour de 2000 dureté Vickers.

L'alumine est utilisée pour fabriquer des carreaux fixés dans les conduites de combustible pulvérisé et les conduits de gaz de combustion des centrales au charbon afin de protéger les zones à forte usure. Ils ne conviennent pas aux zones soumises à des forces d'impact élevées car ces carreaux sont fragiles et sujets à la casse.

-Isolation électrique

L'oxyde d'aluminium est un isolant électrique utilisé comme substrat (silicium sur saphir) pour les circuits intégrés, ainsi que comme barrière tunnel pour la fabrication de dispositifs supraconducteurs tels que les transistors à un électron et les dispositifs d'interférence quantique supraconducteurs (SQUID).

Pour une utilisation comme isolant électrique dans les circuits intégrés, où la croissance conforme d'un film mince est une exigence et le mode de croissance préféré est la position de la couche atomique, les films Al2O3 peuvent être préparés par échange chimique entre le triméthylaluminium (Al (CH3) 3) et H2O:

2 Al (CH3) 3 + 3 H2O → Al2O3 + 6 CH4

H2O dans la réaction ci-dessus peut être remplacé par de l'ozone (O3) comme oxydant actif, puis la réaction suivante a lieu:

2 Al (CH3) 3 + O3 → Al2O3 + 3 C2H6

Les films Al2O3 préparés avec O3 ont une densité de courant de fuite 10 à 100 fois inférieure à celle de H2O.

L'oxyde d'aluminium, qui est un diélectrique avec une bande interdite relativement grande, est utilisé comme barrière isolante dans les condensateurs.

-Autrement

Dans l'éclairage, l'oxyde d'aluminium transparent est utilisé dans certaines lampes à vapeur de sodium. L'oxyde d'aluminium est également utilisé pour préparer des suspensions de revêtement dans des lampes fluorescentes compactes.

Dans les laboratoires de chimie, l'alumine est un milieu de chromatographie, disponible en formulations basiques (pH 9,5), acides (pH 4,5 dans l'eau) et neutres.

Les utilisations sanitaires et médicales l'incluent comme matériau pour les prothèses de hanche et les pilules contraceptives.

-Il est utilisé comme scintillateur et dosimètre pour les applications de radioprotection et de thérapie en raison de ses propriétés de luminescence optiquement stimulées.

L'isolation des fours à haute température est souvent faite d'oxyde d'aluminium. Parfois, l'isolation a différents pourcentages de silice en fonction de la température du matériau. L'isolation peut être réalisée sous forme de couverture, de panneau, de brique et de fibres lâches pour une variété d'exigences d'application.

De petits morceaux d'oxyde d'aluminium sont souvent utilisés comme chips de cuisson en chimie.

-Il est également utilisé pour fabriquer des isolateurs de bougies d'allumage.

Utilisant un procédé de pulvérisation au plasma et mélangé à de l'oxyde de titane, il est appliqué sur la surface de freinage de certaines jantes de vélo pour fournir une résistance à l'usure et à l'abrasion.

La plupart des yeux en céramique sur les tiges sont des anneaux ronds en oxyde d'aluminium.

Sous sa forme de poudre la plus fine (blanche), appelée Diamantine, l'oxyde d'aluminium est utilisé comme agent de polissage supérieur dans les montres et les horloges.