Milline on alumiiniumoksiidi valem?

Paljud tööstusharud tuginevad alumiiniumoksiidile, kuid vähesed teavad, mis see tegelikult on. Selle valemi mõistmine avab selle võimsuse tootmises ja tootedisainis.

Alumiiniumoksiidi keemiline valem on Al₂O₃, mis tähendab, et kaks alumiiniumi aatomit on seotud kolme hapniku aatomiga.

See lihtne valem on aluseks paljudele kõrgtehnoloogilistele materjalidele ja rakendustele - alates elektroonikast kuni abrasiivmaterjalideni.

Kuidas on alumiiniumoksiid keemiliselt esindatud?

Keemia võib tunduda abstraktne, kuid valemite tundmine aitab praktiliselt - eriti materjalide hankimisel või hindamisel.

Alumiiniumoksiidi kujutab valem Al₂O₃, mis näitab, et iga molekul sisaldab kaks alumiiniumi (Al) aatomit ja kolm hapniku (O) aatomit.

Sideme mõistmine

Alumiiniumi väärtus on +3. Hapniku väärtus on -2. Stabiilse ühendi moodustamiseks seotakse kaks Al³⁺ iooni kolme O²- iooniga. Tulemuseks on Al₂O₃ - neutraalne, stabiilne ühend.

Järgnevalt on esitatud tasude saldo jaotus:

Selline keemiline stabiilsus selgitab, miks alumiiniumoksiid on nii vastupidav korrosioonile ja keemilisele lagunemisele.

Kristallstruktuur

Alumiiniumoksiid esineb tavaliselt kahel kujul:

• Alfa-Al₂O₃ (korund): Kõva, kristalliline, mida kasutatakse abrasiivides.
• Gamma-Al₂O₃: Poorsed, kasutatakse katalüüsis.

Kuigi valem jääb samaks, muutub füüsikaline vorm sõltuvalt kuumtöötlusest ja kasutamisest.

Miks on alumiiniumoksiidi koostis toodetes oluline?

Materjalid ei ole valitud ainult välimuse järgi - neid valitakse keemiliste omaduste järgi.

Valem Al₂O₃ määrab alumiiniumoksiidi füüsikalised ja keemilised omadused, mistõttu on see oluline selle valimisel kulumis-, isolatsiooni- või katalüsaatorrollideks.

Kõrge sulamistemperatuur

Al₂O₃ sulamistemperatuur on tugevate ioonsete sidemete tõttu üle 2000 °C. Seetõttu kasutatakse seda:

• Ahjuvooderdused
• Kõrge temperatuuriga isolatsioon
• Keraamika

Elektriline isolatsioon

Vaatamata sellele, et Al₂O₃ on valmistatud metallist, ei juhi elektrit. See muudab selle ideaalseks:

• Trükkplaatide põhimikud
• Elektrooniline pakend
• Süüteküünla isolaatorid

Keemiline inertsus

See on vastupidav hapetele ja alustele, mis tähendab, et:

• Korrosiooni ei ole
• Pikk kasutusiga rasketes tingimustes
• Ohutu kasutamiseks meditsiinilistes ja toiduainetes kasutatavates töövahendites.

Kas valem erineb hüdraaditud vormide puhul?

Sageli näeme toodetes "alumiiniumoksiidi", kuid mõned sisaldavad vett. Kas see on ikkagi Al₂O₃?

Jah, alumiiniumoksiidi hüdraaditud vormidel on modifitseeritud valemid, nagu Al(OH)₃ või AlO(OH), mis sisaldavad lisaks Al₂O₃ põhistruktuurile ka vee- või hüdroksiidrühmi.

Tavalised hüdraaditud vormid

On olemas kolm põhitüüpi:

• boksiit (toormetall): Enamasti Al(OH)₃
• Boehmite: AlO(OH)
• Gibbsite: Al(OH)₃

Need ühendid sisaldavad vett, kas lahtiselt seotud või hüdroksiidioonidena. Kuumutamisel kaotavad nad vett ja muutuvad puhtaks Al₂O₃-ks.

Dehüdratsiooniprotsess

Tööstused kuumutavad neid hüdraatseid vorme sageli 1000°C+, et eraldada puhast Al₂O₃. See on osa Bayeri protsessist, mida kasutatakse alumiiniumi tootmisel.

Miks see on oluline

Kui valite materjali kõrge temperatuuriga rakenduste jaoks, veenduge, et see on täielikult ümber ehitatud Al₂O₃-ks. Hüdreeritud vormid ei talu nii hästi kuumust ega keemilist kokkupuudet.

Kus kasutatakse tavaliselt alumiiniumoksiidi?

Alumiiniumoksiid esineb kõikjal - isegi kui te seda ei näe.

Alumiiniumoksiidi kasutatakse abrasiivmaterjalides, elektroonikas, keraamikas, kattematerjalides ja isegi hambaravimaterjalides tänu selle kõvadusele, soojuskindlusele ja inertsusele.

Tööstuslikud rakendused

• Abrasiivid: Liivapaber, lihvimisrattad
• Tulekindlad materjalid: Ahjuvooderdused
• Keraamika: Laboritarbed, filtrid
• Elektroonika: Isolaatorid, kiibisubstraadid

Tarbekaubad

• Hambapasta: Kerge abrasiivne
• Kosmeetika: Poola esindaja
• Katted: Kriimustusvastased kihid

Meditsiin ja lennundus

Kuna see ei reageeri kehavedelikega, kasutatakse Al₂O₃:

• Luuimplantaadid
• Hambakroonid
• Õhusõiduki osad

Siin on kiire viide:

Kokkuvõte

Alumiiniumoksiidi valem - Al₂O₃ - on selle paljude kasutusvõimaluste võti. Selle lihtne keemia tagab võimsa tulemuslikkuse kõigis tööstusharudes. Nii puhtalt kui ka hüdraatidena annab selle struktuur tugevust, isolatsiooni ja vastupidavust.