Co je korund?

Korund (Al2O3) má bohaté surovinové zásoby, tvoří asi 25 % hmotnosti zemské kůry. Je levný a má mnoho vynikajících vlastností. Existuje mnoho různých krystalů Al2O3 a je popsáno více než deset druhů variant, ale existují tři hlavní, jmenovitě α-Al2O3, β-Al2O3 a γ-Al2O3.

Tabelární korund

γ-Al2O3 je spinelová struktura, která je nestabilní při vysokých teplotách a zřídka se používá jako samostatný materiál. β-Al2 je v podstatě hlinitan obsahující alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin. Jeho chemické složení lze přiblížit pomocí RO·3Al6O2 a R3O·2Al11O2, hexagonální mřížka, hustota 3~3.30g/cm3.63, 3~1400 Rozkládat se začíná při ℃ a přeměňuje se na α-Al1500O2 při 3℃. α-Al1600O2 je vysokoteplotní forma se stabilní teplotou vysokou jako je bod tání a hustotou 3~3.96 g/cm4.01, což souvisí s obsahem nečistot. Základní buňka je ostrý hranol, který v přírodě existuje ve formě přírodního korundu, rubínu a safíru. α-Al3O2 má kompaktní strukturu, nízkou aktivitu, dobré elektrické vlastnosti a vynikající mechanické vlastnosti. Mohsova tvrdost je 3. α-Al9O2 patří do hexagonální krystalové soustavy, struktura korundu, a=3, c=4.76.

Al2O3 má vysokou mechanickou pevnost. Čím čistší je složení Al2O3, tím vyšší je pevnost. Mechanická pevnost může být použita k výrobě porcelánu zařízení a dalších mechanických součástí. Rezistivita Al2O3 je vysoká, elektrické izolační vlastnosti jsou dobré, měrný odpor při pokojové teplotě je 1015Ω·cm a dielektrická pevnost je 15kV/mm. S využitím jeho izolace a pevnosti z něj mohou být vyrobeny substráty, zásuvky, zapalovací svíčky, pláště obvodů atd. Al2O3 má vysokou tvrdost, tvrdost podle Mohse 9 a navíc vynikající odolnost proti opotřebení, takže se široce používá k výrobě nástrojů, brusných kotoučů, brusiva, raznice, ložiska, ložisková pouzdra a umělé drahokamy. Al2O3 má vysoký bod tání a odolnost proti korozi. Má bod tání 2050 °C. Má dobrou odolnost proti erozi roztavených kovů, jako je Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO a hydroxid sodný, sklo a struska. Má také vysokou odolnost; v inertní atmosféře neinteraguje s Si, P, Sb, Bi, takže jej lze použít jako žáruvzdorné materiály, pecní trubky, skleněné tažné kelímky, duté kuličky, vlákna a ochranné kryty termočlánků atd.

Al2O3 má vynikající chemickou stabilitu. Mnoho komplexních sulfidů, fosfidů, arsenidů, chloridů, nitridů, bromidů, jodidů, suchých fluoridů, kyseliny sírové, kyseliny chlorovodíkové, kyseliny dusičné a kyseliny fluorovodíkové s Al2O3 neinteraguje. Proto z něj mohou být vyrobeny růstové kelímky z čistého kovu a monokrystalu, lidské klouby, umělé kosti atd. Al2O3 má optické vlastnosti a lze z něj vyrobit světlo propouštějící materiály pro výrobu trubic výbojek Na, mikrovlnných krytů, infračervených oken a laseru oscilační složky. Iontová vodivost Al2O3 se používá jako materiál pro solární články a akumulátory. Al2O3 se také běžně používá v technologii pokovování keramických povrchů.

Hlavní krystalickou fází taveného korundu na bázi oxidu hlinitého je korundová fáze o velikosti 1.0-1.5 mm a prokládané krystaly. Zbytek jsou stopová množství rutilu, oxidu hlinitého a titaničitanu hlinitého a nacházejí se uvnitř fáze korundu nebo mezi krystalickými fázemi. Malé množství skleněné fáze. V Číně po více než deseti letech neustálého úsilí dosáhl proces tavení taveného korundu na bázi bauxitu velkého pokroku s roční výrobní kapacitou více než 110,000 2 tun. Tavený korund na bázi bauxitu se úspěšně používá jako surovina pro různé pálené cihly a netvarované žáruvzdorné materiály. Například může částečně nahradit hutný korund ve vysokopecních žárobenech a používá se jako matricový materiál a zrnitý materiál k výrobě nízkého tečení. Cihly s vysokým obsahem oxidu hlinitého se používají k nahrazení bílého korundu v jiných žáruvzdorných materiálech Al3O2-SiOXNUMX pro přípravu vysoce výkonných produktů.

Tavení hnědého korundu je založeno na základním principu, že hliník má větší afinitu ke kyslíku než železo, křemík, titan atd. Řízením množství redukčního činidla se redukčním tavením redukují hlavní nečistoty v bauxitu a redukované nečistoty tvoří slitiny ferosilicia. Oddělováním z taveniny korundu se získá hnědý korund s krystalickou kvalitou splňující požadavky a obsahem Al2O3 vyšším než 94.5 %. Fe2O3 se redukuje za vzniku ferosilikonové slitiny a odstraňuje se během procesu tavení, ale malé množství spinelu vyrobeného z oxidu železa a oxidu hlinitého stále zůstává v produktu. TiO2 se během procesu tavení částečně redukuje do slitiny ferosilicia a jeho značná část zůstává v hnědém korundu, který je hlavním faktorem při zbarvení hnědého korundu. CaO a MgO je obtížné snížit během procesu tavení a většina CaO a MgO v surovinách stále existuje v produktu. Přestože Na2O a K2O mohou při vysoké teplotě během procesu tavení těkat, nelze je redukovat a zůstávají v hnědém korundu, což má velký vliv na kvalitu.

Hnědý korund

Surovina hnědého korundu je složena z krystalových zrn α-oxidu hlinitého a malého množství skleněné fáze, krystaly α-oxidu hlinitého jsou složeny z pevného roztoku Al2O3 obsahujícího Ti2O3 a skelná fáze je tvořena převážně oxidem titaničitým a oxidem křemičitým a dalšími stopová oxidace existující v elektrické obloukové peci.物组合。 Složení materiálu. Tyto oxidy tvoří skelnou fázi a mají pouze nízkou rozpustnost v krystalové struktuře zrn oxidu hlinitého. Ti2O3 je jediný oxid, který Ti dokáže rozpustit v zrnech oxidu hlinitého. TiO2 je termodynamicky stabilní oxid Ti. Při tavení a redukci hnědého korundu se část TiO2 redukuje na suboxidaci titanu. (Ti2O3), nad 1000 ℃, může kyslík difundovat do zrn Ga-oxid hlinitý, oxidovat Ti2O3 na stabilnější TiO2 a poté jej obalit do zrn α-oxidu hlinitého, takže většinu oxidu titaničitého tvoří α-oxid hlinitý Pevný roztok krystalu zrna existují.

Přebytečný TiO2 v hnědém korundu nemůže zůstat ve skleněné fázi, ale reaguje s oxidem hlinitým za vzniku titaničitanu hlinitého (TiO2·Al2O3). Titaničitan hlinitý je třetí fází na rozhraní mezi zrny α-oxidu hlinitého a skleněnou fází; Houževnatost hnědého korundu se zvyšuje s růstem krystalických zárodků TiO2. Fáze Ti2 rovnoměrně rozptýlená v krystalových zrnech α-oxidu hlinitého zpevňuje částice α-oxidu hlinitého. Hnědý korundový pevný roztok Ti2O3 způsobuje, že hnědý korund vypadá modře.

Ti2O3 je jediný oxid, který Ti dokáže rozpustit v zrnech oxidu hlinitého. TiO2 je termodynamicky stabilní oxid Ti. Při tavení a redukci hnědého korundu se část TiO2 redukuje na suboxidaci titanu. (Ti2O3), nad 1000 ℃, může kyslík difundovat do zrn Ga-oxid hlinitý, oxidovat Ti2O3 na stabilnější TiO2 a poté jej obalit do zrn α-oxidu hlinitého, takže většinu oxidu titaničitého tvoří α-oxid hlinitý Pevný roztok krystalu zrna existují. Přebytečný TiO2 v hnědém korundu nemůže zůstat ve skleněné fázi, ale reaguje s oxidem hlinitým za vzniku titaničitanu hlinitého (TiO2·Al2O3). Titaničitan hlinitý je třetí fází na rozhraní mezi zrny α-oxidu hlinitého a skleněnou fází; Houževnatost hnědého korundu se zvyšuje s růstem krystalických zárodků TiO2. Fáze Ti2 rovnoměrně rozptýlená v krystalových zrnech α-oxidu hlinitého zpevňuje částice α-oxidu hlinitého. Hnědý korundový pevný roztok Ti2O3 způsobuje, že hnědý korund vypadá modře.