Was ist Korund?

Korund (Al2O3) ist reich an Rohstoffreserven und macht etwa 25 % des Gewichts der Erdkruste aus. Es ist preiswert und hat viele hervorragende Eigenschaften. Es gibt viele verschiedene Al2O3-Kristalle, und es werden mehr als zehn Arten von Varianten beschrieben, aber es gibt drei Hauptarten, nämlich α-Al2O3, β-Al2O3 und γ-Al2O3.

Tafelkorund

γ-Al2O3 ist eine Spinellstruktur, die bei hohen Temperaturen instabil ist und selten als Einzelmaterial verwendet wird. β-Al2O3 ist im Wesentlichen ein Aluminat, das Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle enthält. Seine chemische Zusammensetzung kann angenähert werden durch RO·6Al2O3 und R2O·11Al2O3, hexagonales Gitter, Dichte 3.30~3.63g/cm3, 1400~1500 Es beginnt sich bei ℃ zu zersetzen und wandelt sich bei 2℃ in α-Al3O1600 um. α-Al2O3 ist eine Hochtemperaturform mit einer stabilen Temperatur bis zum Schmelzpunkt und einer Dichte von 3.96 bis 4.01 g/cm3, die mit dem Gehalt an Verunreinigungen zusammenhängt. Die Einheitszelle ist ein scharfes Prisma, das in der Natur in Form von natürlichem Korund, Rubin und Saphir existiert. α-Al2O3 hat eine kompakte Struktur, geringe Aktivität, gute elektrische Eigenschaften und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften. Die Mohs-Härte beträgt 9. α-Al2O3 gehört zum hexagonalen Kristallsystem, Korundstruktur, a=4.76, c=12.99.

Al2O3 hat eine hohe mechanische Festigkeit. Je reiner die Al2O3-Zusammensetzung, desto höher die Festigkeit. Die mechanische Festigkeit kann zur Herstellung von Geräteporzellan und anderen mechanischen Komponenten verwendet werden. Der spezifische Widerstand von Al2O3 ist hoch, die elektrische Isolationsleistung ist gut, der spezifische Widerstand bei Raumtemperatur beträgt 1015 Ω·cm und die Durchschlagsfestigkeit beträgt 15 kV/mm. Aufgrund seiner Isolierung und Festigkeit kann es zu Substraten, Fassungen, Zündkerzen, Schaltungsgehäusen usw. verarbeitet werden. Al2O3 hat eine hohe Härte, Mohs-Härte von 9, sowie eine hervorragende Verschleißfestigkeit, sodass es häufig zur Herstellung von Werkzeugen, Schleifscheiben, Schleifmittel, Ziehsteine, Lager, Lagerbuchsen und künstliche Edelsteine. Al2O3 hat einen hohen Schmelzpunkt und Korrosionsbeständigkeit. Es hat einen Schmelzpunkt von 2050°C. Es hat eine gute Beständigkeit gegen die Erosion von geschmolzenen Metallen wie Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO und Natriumhydroxid, Glas und Schlacke. Es hat auch einen hohen Widerstand; es interagiert nicht mit Si, P, Sb, Bi in einer inerten Atmosphäre, daher kann es als feuerfeste Materialien, Ofenrohre, Glasziehtiegel, Hohlkugeln, Fasern und Schutzabdeckungen für Thermoelemente usw. verwendet werden.

Al2O3 hat eine ausgezeichnete chemische Stabilität. Viele komplexe Sulfide, Phosphide, Arsenide, Chloride, Nitride, Bromide, Iodide, trockene Fluoride, Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und Flusssäure interagieren nicht mit Al2O3. Daher kann es zu Reinmetall- und Einkristallwachstumstiegeln, menschlichen Gelenken, künstlichen Knochen usw. verarbeitet werden. Al2O3 hat optische Eigenschaften und kann zu lichtdurchlässigen Materialien verarbeitet werden, um Na-Dampflampenröhren, Mikrowellenverkleidungen, Infrarotfenster und Laser herzustellen Schwingungskomponenten. Die Ionenleitfähigkeit von Al2O3 wird als Material für Solarzellen und Akkumulatoren genutzt. Al2O3 wird auch häufig in der keramischen Oberflächenmetallisierungstechnologie verwendet.

Die kristalline Hauptphase von Schmelzkorund auf Aluminiumoxidbasis ist die Korundphase mit einer Größe von 1.0–1.5 mm und verflochtenen Kristallen. Der Rest sind Spuren von Rutil, Aluminiumoxid und Aluminiumtitanat und befinden sich innerhalb der Korundphase oder zwischen den Kristallphasen. Eine kleine Menge Glasphase. In China hat nach mehr als zehn Jahren unermüdlicher Bemühungen der Schmelzprozess von Bauxit-basiertem Schmelzkorund große Fortschritte gemacht, mit einer jährlichen Produktionskapazität von mehr als 110,000 Tonnen. Schmelzkorund auf Bauxitbasis wurde erfolgreich als Rohmaterial für verschiedene gebrannte Steine ​​und ungeformte feuerfeste Materialien verwendet. Zum Beispiel kann es dichten Korund in Hochofenbeton teilweise ersetzen und wird als Matrixmaterial und körniges Material verwendet, um ein geringes Kriechen zu erzeugen. Steine ​​mit hohem Aluminiumoxidgehalt werden verwendet, um weißen Korund in anderen feuerfesten Al2O3-SiO2-Materialien zu ersetzen und Hochleistungsprodukte herzustellen.

Die Verhüttung von Braunkorund basiert auf dem Grundprinzip, dass Aluminium eine größere Affinität zu Sauerstoff hat als Eisen, Silizium, Titan usw. Durch die Steuerung der Reduktionsmittelmenge werden die Hauptverunreinigungen im Bauxit durch die Reduktionsverhüttung reduziert und die reduzierten Verunreinigungen bilden sich Ferrosiliziumlegierungen. Es wird von der Korundschmelze getrennt, um Braunkorund mit einer den Anforderungen entsprechenden Kristallqualität und einem Al2O3-Gehalt von mehr als 94.5 % zu erhalten. Fe2O3 wird zur Herstellung einer Ferrosiliziumlegierung reduziert und während des Schmelzprozesses entfernt, aber eine kleine Menge an Eisenoxid und Aluminiumoxid produziertem Spinell verbleibt immer noch im Produkt. TiO2 wird während des Schmelzprozesses teilweise in die Ferrosilizium-Legierung reduziert, und ein beträchtlicher Teil davon verbleibt im Braunkorund, der der Hauptfaktor für die Färbung des Braunkorunds ist. CaO und MgO sind während des Schmelzprozesses schwer zu reduzieren, und das meiste CaO und MgO in den Rohmaterialien ist noch im Produkt vorhanden. Obwohl sich Na2O und K2O bei hohen Temperaturen während des Schmelzprozesses verflüchtigen können, können sie nicht reduziert werden und verbleiben im braunen Korund, was einen großen Einfluss auf die Qualität hat.

Brauner Korund

Das Rohmaterial von braunem Korund besteht aus α-Aluminiumoxid-Kristallkörnern und einer kleinen Menge Glasphase, α-Aluminiumoxid-Kristalle bestehen aus Al2O3-Mischkristallen, die Ti2O3 enthalten, und die Glasphase besteht hauptsächlich aus Titandioxid und Siliziumdioxid und anderen Spurenoxidation im Elektrolichtbogenofen vorhanden. Materialzusammensetzung. Diese Oxide bilden die Glasphase, und sie haben nur eine geringe Löslichkeit in der Kristallstruktur der Aluminiumoxidkörner. Ti2O3 ist das einzige Oxid, das Ti in den Aluminiumoxidkörnern lösen kann. TiO2 ist das thermodynamisch stabile Oxid von Ti. Beim Schmelzen und Reduzieren von braunem Korund wird ein Teil des TiO2 zur Unteroxidation von Titan reduziert. (Ti2O3), über 1000℃ kann Sauerstoff in die Ga-Aluminiumoxid-Körner diffundieren, Ti2O3 zu stabilerem TiO2 oxidieren und es dann in die α-Aluminiumoxid-Körner einwickeln, so dass der größte Teil des Titandioxids α-Aluminiumoxid ist Eine feste Kristalllösung Getreide existiert.

Das überschüssige TiO2 im Braunkorund kann nicht in der Glasphase verbleiben, sondern reagiert mit Tonerde zu Aluminiumtitanat (TiO2·Al2O3). Aluminiumtitanat ist die dritte Phase an der Grenzfläche zwischen α-Aluminiumoxidkörnern und der Glasphase; Die Zähigkeit von braunem Korund nimmt mit dem Wachstum von TiO2-Kristallkeimen zu. Die gleichmäßig in den α-Aluminiumoxid-Kristallkörnern dispergierte TiO&sub2;-Phase macht die α-Aluminiumoxid-Teilchen zäher. Brauner Korund Mischkristall Ti2O3 lässt braunen Korund blau erscheinen.

Das Rohmaterial von braunem Korund besteht aus α-Aluminiumoxid-Kristallkörnern und einer kleinen Menge Glasphase, α-Aluminiumoxid-Kristalle bestehen aus Al2O3-Mischkristallen, die Ti2O3 enthalten, und die Glasphase besteht hauptsächlich aus Titandioxid und Siliziumdioxid und anderen Spurenoxidation im Elektrolichtbogenofen vorhanden. Materialzusammensetzung. Diese Oxide bilden die Glasphase, und sie haben nur eine geringe Löslichkeit in der Kristallstruktur der Aluminiumoxidkörner.

Ti2O3 ist das einzige Oxid, das Ti in den Aluminiumoxidkörnern lösen kann. TiO2 ist das thermodynamisch stabile Oxid von Ti. Beim Schmelzen und Reduzieren von braunem Korund wird ein Teil des TiO2 zur Unteroxidation von Titan reduziert. (Ti2O3), über 1000℃ kann Sauerstoff in die Ga-Aluminiumoxid-Körner diffundieren, Ti2O3 zu stabilerem TiO2 oxidieren und es dann in die α-Aluminiumoxid-Körner einwickeln, so dass der größte Teil des Titandioxids α-Aluminiumoxid ist Eine feste Kristalllösung Getreide existiert. Das überschüssige TiO2 im Braunkorund kann nicht in der Glasphase verbleiben, sondern reagiert mit Tonerde zu Aluminiumtitanat (TiO2·Al2O3). Aluminiumtitanat ist die dritte Phase an der Grenzfläche zwischen α-Aluminiumoxidkörnern und der Glasphase; Die Zähigkeit von braunem Korund steigt mit dem Wachstum von TiO2-Kristallkeimen. Die gleichmäßig in den α-Aluminiumoxid-Kristallkörnern dispergierte TiO&sub2;-Phase macht die α-Aluminiumoxid-Teilchen zäher. Brauner Korund Mischkristall Ti2O3 lässt braunen Korund blau erscheinen.