Τι είναι το κορούνδιο;

Το κορούνδιο (Al2O3) έχει άφθονα αποθέματα πρώτων υλών, που αντιπροσωπεύουν περίπου το 25% του βάρους του φλοιού της γης. Είναι φθηνό και έχει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί κρύσταλλοι του Al2O3 και έχουν αναφερθεί περισσότερα από δέκα είδη παραλλαγών, αλλά υπάρχουν τρία βασικά, δηλαδή α-Al2O3, β-Al2O3 και γ-Al2O3.

Πινακοφόρο κορούνδιο

Το γ-Al2O3 είναι μια δομή σπινελίου, η οποία είναι ασταθής σε υψηλές θερμοκρασίες και σπάνια χρησιμοποιείται ως ενιαίο υλικό. Το β-Al2O3 είναι ουσιαστικά ένα αργιλικό που περιέχει μέταλλα αλκαλίων ή μέταλλα αλκαλικών γαιών. Η χημική του σύσταση μπορεί να προσεγγιστεί με RO·6Al2O3 και R2O·11Al2O3, εξαγωνικό πλέγμα, πυκνότητα 3.30~3.63 g/cm3, 1400~1500 Αρχίζει να αποσυντίθεται στους ℃ και μετατρέπεται σε α-Al2 στους °C. Το α-Al3O1600 είναι μια μορφή υψηλής θερμοκρασίας, με σταθερή θερμοκρασία τόσο υψηλή όσο το σημείο τήξης και πυκνότητα 2~3 g/cm3.96, η οποία σχετίζεται με την περιεκτικότητα σε ακαθαρσίες. Το μοναδιαίο κύτταρο είναι ένα αιχμηρό πρίσμα, το οποίο υπάρχει στη φύση με τη μορφή φυσικού κορούνδιου, ρουμπινιού και ζαφείρι. Το α-Al4.01O3 έχει συμπαγή δομή, χαμηλή δραστηριότητα, καλές ηλεκτρικές ιδιότητες και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Η σκληρότητα του Mohs είναι 2. Το α-Al3O9 ανήκει σε εξαγωνικό κρυσταλλικό σύστημα, δομή κορούνδιου, a=2, c=3.

Το Al2O3 έχει υψηλή μηχανική αντοχή. Όσο πιο καθαρή είναι η σύνθεση Al2O3, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή. Η μηχανική αντοχή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή πορσελάνης της συσκευής και άλλων μηχανικών εξαρτημάτων. Η ειδική αντίσταση του Al2O3 είναι υψηλή, η απόδοση ηλεκτρικής μόνωσης είναι καλή, η ειδική αντίσταση σε θερμοκρασία δωματίου είναι 1015Ω·cm και η διηλεκτρική αντοχή είναι 15kV/mm. Χρησιμοποιώντας τη μόνωση και την αντοχή του, μπορεί να κατασκευαστεί σε υποστρώματα, πρίζες, μπουζί, κελύφη κυκλώματος κ.λπ. λειαντικά, μήτρες σχεδίασης, ρουλεμάν, θάμνους ρουλεμάν και τεχνητούς πολύτιμους λίθους. Το Al2O3 έχει υψηλό σημείο τήξης και αντοχή στη διάβρωση. Έχει σημείο τήξης 9°C. Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση τετηγμένων μετάλλων όπως Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO και υδροξείδιο του νατρίου, γυαλί και σκωρία. Έχει επίσης υψηλή αντίσταση. δεν αλληλεπιδρά με Si, P, Sb, Bi σε αδρανή ατμόσφαιρα, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πυρίμαχα υλικά, σωλήνες κλιβάνου, γυάλινα χωνευτήρια έλξης, κοίλες μπάλες, ίνες και προστατευτικά καλύμματα θερμοστοιχείου κ.λπ.

Το Al2O3 έχει εξαιρετική χημική σταθερότητα. Πολλά σύμπλοκα σουλφίδια, φωσφίδια, αρσενίδια, χλωρίδια, νιτρίδια, βρωμίδια, ιωδίδια, ξηρά φθορίδια, θειικό οξύ, υδροχλωρικό οξύ, νιτρικό οξύ και υδροφθορικό οξύ δεν αλληλεπιδρούν με το Al2O3. Ως εκ τούτου, μπορεί να κατασκευαστεί σε χωνευτήρια ανάπτυξης καθαρού μετάλλου και μονοκρυστάλλου, ανθρώπινες αρθρώσεις, τεχνητά οστά κ.λπ. Το Al2O3 έχει οπτικές ιδιότητες και μπορεί να κατασκευαστεί σε υλικά που μεταδίδουν φως για την κατασκευή σωλήνων λαμπτήρων ατμού Na, φέρινγκ μικροκυμάτων, υπέρυθρων παραθύρων και λέιζερ εξαρτήματα ταλάντωσης. Η ιοντική αγωγιμότητα του Al2O3 χρησιμοποιείται ως υλικό για ηλιακά κύτταρα και μπαταρίες αποθήκευσης. Το Al2O3 χρησιμοποιείται επίσης συνήθως στην τεχνολογία επιμετάλλωσης κεραμικών επιφανειών.

Η κύρια κρυσταλλική φάση του τηγμένου κορουνδίου με βάση την αλουμίνα είναι η φάση του κορουνδίου με μέγεθος 1.0-1.5 mm και συμπλεγμένους κρυστάλλους. Τα υπόλοιπα είναι ίχνη ρουτιλίου, αλουμίνας και τιτανικού αλουμινίου και βρίσκονται μέσα στη φάση του κορουνδίου ή μεταξύ των κρυσταλλικών φάσεων. Μικρή ποσότητα γυάλινης φάσης. Στην Κίνα, μετά από περισσότερα από δέκα χρόνια αδιάκοπων προσπαθειών, η διαδικασία τήξης τετηγμένου κορουνδίου με βάση τον βωξίτη έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο, με ετήσια παραγωγική ικανότητα άνω των 110,000 τόνων. Το λιωμένο κορούνδιο με βάση τον βωξίτη έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως πρώτη ύλη για διάφορα ψημένα τούβλα και άμορφα πυρίμαχα υλικά. Για παράδειγμα, μπορεί να αντικαταστήσει εν μέρει το πυκνό κορούνδιο σε χυτές υψικαμίνους και χρησιμοποιείται ως υλικό μήτρας και κοκκώδες υλικό για την παραγωγή χαμηλού ερπυσμού. Τούβλα υψηλής αλουμίνας χρησιμοποιούνται για την αντικατάσταση του λευκού κορούνδιου σε άλλα πυρίμαχα υλικά Al2O3-SiO2 για την παρασκευή προϊόντων υψηλής απόδοσης.

Η τήξη του καφέ κορούνδιου βασίζεται στη βασική αρχή ότι το αλουμίνιο έχει μεγαλύτερη συγγένεια για το οξυγόνο από το σίδηρο, το πυρίτιο, το τιτάνιο κ.λπ. Με τον έλεγχο της ποσότητας του αναγωγικού παράγοντα, οι κύριες ακαθαρσίες στον βωξίτη μειώνονται με τη τήξη αναγωγής και σχηματίζονται μειωμένες ακαθαρσίες κράματα σιδηροπυριτίου. Διαχωρίζεται από το τήγμα κορούνδιου για να ληφθεί καφέ κορούνδιο με ποιότητα κρυστάλλου που πληροί τις απαιτήσεις και περιεκτικότητα σε Al2O3 μεγαλύτερη από 94.5%. Το Fe2O3 ανάγεται για να παραχθεί κράμα σιδηροπυριτίου και αφαιρείται κατά τη διαδικασία τήξης, αλλά μια μικρή ποσότητα σπινελίου που παράγεται από οξείδιο του σιδήρου και αλουμίνα παραμένει ακόμα στο προϊόν. Το TiO2 ανάγεται εν μέρει στο κράμα σιδηροπυριτίου κατά τη διαδικασία τήξης και ένα σημαντικό μέρος του παραμένει στο καφέ κορούνδιο, το οποίο είναι ο κύριος παράγοντας στο χρωματισμό του καφέ κορούνδιου. Το CaO και το MgO είναι δύσκολο να μειωθούν κατά τη διαδικασία τήξης και το μεγαλύτερο μέρος του CaO και MgO στις πρώτες ύλες εξακολουθούν να υπάρχουν στο προϊόν. Αν και το Na2O και το K2O μπορούν να εξατμιστούν σε υψηλή θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας τήξης, δεν μπορούν να μειωθούν και να παραμείνουν στο καφέ κορούνδιο, το οποίο έχει μεγάλο αντίκτυπο στην ποιότητα.

Καφέ κορούνδιο

Η πρώτη ύλη του καφέ κορούνδιου αποτελείται από κόκκους κρυστάλλου α-αλουμίνας και μια μικρή ποσότητα γυάλινης φάσης, οι κρύσταλλοι α-αλουμίνας αποτελούνται από στερεό διάλυμα Al2O3 που περιέχει Ti2O3 και η γυάλινη φάση αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του τιτανίου και διοξείδιο του πυριτίου και άλλα ίχνη οξείδωσης που υπάρχει στον κλίβανο ηλεκτρικού τόξου.物组合。 Σύνθεση υλικού. Αυτά τα οξείδια αποτελούν τη γυάλινη φάση και έχουν μόνο χαμηλή διαλυτότητα στην κρυσταλλική δομή των κόκκων αλουμίνας. Το Ti2O3 είναι το μόνο οξείδιο που μπορεί να διαλύσει το Ti στους κόκκους αλουμίνας. Το TiO2 είναι το θερμοδυναμικά σταθερό οξείδιο του Ti. Κατά την τήξη και την αναγωγή του καφέ κορουνδίου, μέρος του TiO2 ανάγεται σε υποοξείδωση του τιτανίου. (Ti2O3), πάνω από 1000℃, το οξυγόνο μπορεί να διαχέεται στους κόκκους Ga-αλουμίνας, να οξειδώσει το Ti2O3 σε πιο σταθερό TiO2 και στη συνέχεια να το τυλίξει στους κόκκους α-αλουμίνας, έτσι το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του τιτανίου είναι α-αλουμίνα Ένα στερεό διάλυμα κρυστάλλου δημητριακά υπάρχουν.

Το υπερβολικό TiO2 στο καφέ κορούνδιο δεν μπορεί να παραμείνει στη γυάλινη φάση, αλλά αντιδρά με την αλουμίνα για να σχηματίσει τιτανικό αλουμίνιο (TiO2·Al2O3). Το τιτανικό αλουμίνιο είναι η τρίτη φάση στη διεπιφάνεια μεταξύ των κόκκων α-αλουμίνας και της υάλινης φάσης. Η σκληρότητα του καφέ κορουνδίου αυξάνεται με την ανάπτυξη των κρυσταλλικών πυρήνων TiO2. Η φάση TiO2 ομοιόμορφα διασκορπισμένη στους κόκκους κρυστάλλου α-αλουμίνας σκληραίνει τα σωματίδια α-αλουμίνας. Το καφέ στερεό διάλυμα κορούνδιου Ti2O3 κάνει το καφέ κορούνδιο να φαίνεται μπλε.

Το Ti2O3 είναι το μόνο οξείδιο που μπορεί να διαλύσει το Ti στους κόκκους αλουμίνας. Το TiO2 είναι το θερμοδυναμικά σταθερό οξείδιο του Ti. Κατά την τήξη και την αναγωγή του καφέ κορουνδίου, μέρος του TiO2 ανάγεται σε υποοξείδωση του τιτανίου. (Ti2O3), πάνω από 1000℃, το οξυγόνο μπορεί να διαχέεται στους κόκκους Ga-αλουμίνας, να οξειδώσει το Ti2O3 σε πιο σταθερό TiO2 και στη συνέχεια να το τυλίξει στους κόκκους α-αλουμίνας, έτσι το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του τιτανίου είναι α-αλουμίνα Ένα στερεό διάλυμα κρυστάλλου δημητριακά υπάρχουν. Το υπερβολικό TiO2 στο καφέ κορούνδιο δεν μπορεί να παραμείνει στη γυάλινη φάση, αλλά αντιδρά με την αλουμίνα για να σχηματίσει τιτανικό αλουμίνιο (TiO2·Al2O3). Το τιτανικό αλουμίνιο είναι η τρίτη φάση στη διεπιφάνεια μεταξύ των κόκκων α-αλουμίνας και της υάλινης φάσης. Η σκληρότητα του καφέ κορουνδίου αυξάνεται με την ανάπτυξη των κρυσταλλικών πυρήνων TiO2. Η φάση TiO2 ομοιόμορφα διασκορπισμένη στους κόκκους κρυστάλλου α-αλουμίνας σκληραίνει τα σωματίδια α-αλουμίνας. Το καφέ στερεό διάλυμα κορούνδιου Ti2O3 κάνει το καφέ κορούνδιο να φαίνεται μπλε.