¿Qué es el corindón?

El corindón (Al2O3) tiene abundantes reservas de materia prima, que representan alrededor del 25% del peso de la corteza terrestre. Es barato y tiene muchas propiedades excelentes. Hay muchos cristales diferentes de Al2O3, y se han informado más de diez tipos de variantes, pero hay tres principales, a saber, α-Al2O3, β-Al2O3 y γ-Al2O3.

corindón tabular

γ-Al2O3 es una estructura de espinela, que es inestable a altas temperaturas y rara vez se usa como un solo material. El β-Al2O3 es esencialmente un aluminato que contiene metales alcalinos o alcalinotérreos. Su composición química se puede aproximar por RO·6Al2O3 y R2O·11Al2O3, red hexagonal, densidad 3.30~3.63g/cm3, 1400~1500 Comienza a descomponerse a ℃ y se transforma en α-Al2O3 a 1600℃. El α-Al2O3 es una forma de alta temperatura, con una temperatura estable tan alta como el punto de fusión y una densidad de 3.96~4.01 g/cm3, que está relacionada con el contenido de impurezas. La celda unitaria es un prisma afilado, que existe en forma de corindón natural, rubí y zafiro en la naturaleza. El α-Al2O3 tiene una estructura compacta, baja actividad, buenas propiedades eléctricas y excelentes propiedades mecánicas. La dureza de Mohs es 9. α-Al2O3 pertenece al sistema cristalino hexagonal, estructura de corindón, a=4.76, c=12.99.

Al2O3 tiene una alta resistencia mecánica. Cuanto más pura sea la composición de Al2O3, mayor será la fuerza. La resistencia mecánica se puede utilizar para fabricar porcelana para dispositivos y otros componentes mecánicos. La resistividad del Al2O3 es alta, el rendimiento del aislamiento eléctrico es bueno, la resistividad a temperatura ambiente es de 1015 Ω·cm y la rigidez dieléctrica es de 15 kV/mm. Usando su aislamiento y resistencia, se puede convertir en sustratos, enchufes, bujías, carcasas de circuitos, etc. abrasivos, troqueles de dibujo, cojinetes, casquillos de cojinetes y gemas artificiales. Al2O3 tiene un alto punto de fusión y resistencia a la corrosión. Tiene un punto de fusión de 9°C. Tiene buena resistencia a la erosión de metales fundidos como Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO e hidróxido de sodio, vidrio y escoria. También tiene alta resistencia; no interactúa con Si, P, Sb, Bi en una atmósfera inerte, por lo que puede usarse como materiales refractarios, tubos de horno, crisoles de trefilado de vidrio, bolas huecas, fibras y cubiertas protectoras de termopares, etc.

Al2O3 tiene una excelente estabilidad química. Muchos sulfuros complejos, fosfuros, arseniuros, cloruros, nitruros, bromuros, yoduros, fluoruros secos, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido fluorhídrico no interactúan con el Al2O3. Por lo tanto, se puede convertir en crisoles de crecimiento de metal puro y monocristal, articulaciones humanas, huesos artificiales, etc. El Al2O3 tiene propiedades ópticas y se puede convertir en materiales transmisores de luz para fabricar tubos de lámparas de vapor de Na, carenados de microondas, ventanas infrarrojas y láser. componentes de oscilación. La conductividad iónica del Al2O3 se utiliza como material para células solares y baterías de almacenamiento. Al2O3 también se usa comúnmente en la tecnología de metalización de superficies cerámicas.

La principal fase cristalina del corindón fundido a base de alúmina es la fase de corindón con un tamaño de 1.0-1.5 mm y cristales entrelazados. El resto son trazas de rutilo, alúmina y titanato de aluminio, y se encuentran dentro de la fase corindón o entre las fases cristalinas. Una pequeña cantidad de fase de vidrio. En China, después de más de diez años de incansables esfuerzos, el proceso de fundición de corindón fundido a base de bauxita ha logrado grandes avances, con una capacidad de producción anual de más de 110,000 2 toneladas. El corindón fundido a base de bauxita se ha utilizado con éxito como materia prima para varios ladrillos cocidos y materiales refractarios sin forma. Por ejemplo, puede reemplazar parcialmente el corindón denso en moldeables de alto horno, y se usa como material de matriz y material granular para producir baja fluencia. Los ladrillos con alto contenido de alúmina se utilizan para reemplazar el corindón blanco en otros refractarios de Al3O2-SiOXNUMX para preparar productos de alto rendimiento.

La fundición de corindón marrón se basa en el principio básico de que el aluminio tiene una mayor afinidad por el oxígeno que el hierro, el silicio, el titanio, etc. Al controlar la cantidad de agente reductor, las principales impurezas de la bauxita se reducen mediante la fundición por reducción y las impurezas reducidas forman aleaciones de ferrosilicio. Se separa de la masa fundida de corindón para obtener corindón marrón con calidad de cristal que cumple los requisitos y contenido de Al2O3 superior al 94.5%. El Fe2O3 se reduce para producir una aleación de ferrosilicio y se elimina durante el proceso de fundición, pero aún queda en el producto una pequeña cantidad de óxido de hierro y espinela producida por alúmina. El TiO2 se reduce parcialmente a la aleación de ferrosilicio durante el proceso de fundición, y una parte considerable permanece en el corindón marrón, que es el factor principal en la coloración del corindón marrón. CaO y MgO son difíciles de reducir durante el proceso de fundición, y la mayor parte del CaO y MgO en las materias primas aún existen en el producto. Aunque el Na2O y el K2O pueden volatilizarse a altas temperaturas durante el proceso de fundición, no pueden reducirse y permanecen en el corindón marrón, lo que tiene un gran impacto en la calidad.

corindón marrón

La materia prima del corindón marrón se compone de granos de cristal de α-alúmina y una pequeña cantidad de fase de vidrio, los cristales de α-alúmina se componen de una solución sólida de Al2O3 que contiene Ti2O3, y la fase de vidrio se compone principalmente de dióxido de titanio y dióxido de silicio y otros rastro de oxidación existente en el horno de arco eléctrico.物组合。 Composición del material. Estos óxidos constituyen la fase vítrea y tienen una baja solubilidad en la estructura cristalina de los granos de alúmina. Ti2O3 es el único óxido que Ti puede disolver en los granos de alúmina. TiO2 es el óxido termodinámicamente estable de Ti. Durante la fundición y reducción del corindón marrón, parte del TiO2 se reduce a la suboxidación del titanio. (Ti2O3), por encima de 1000 ℃, el oxígeno puede difundirse en los granos de Ga-alúmina, oxidar Ti2O3 en TiO2 más estable y luego envolverlo en los granos de α-alúmina, por lo que la mayor parte del dióxido de titanio es α-alúmina Una solución sólida de cristal los granos existen.

El exceso de TiO2 en el corindón marrón no puede permanecer en la fase vítrea, sino que reacciona con la alúmina para formar titanato de aluminio (TiO2·Al2O3). El titanato de aluminio es la tercera fase en la interfaz entre los granos de α-alúmina y la fase de vidrio; La dureza del corindón marrón aumenta con el crecimiento de los núcleos de cristal de TiO2. La fase de TiO2 uniformemente dispersa en los granos de cristal de α-alúmina endurece las partículas de α-alúmina. La solución sólida de corindón marrón Ti2O3 hace que el corindón marrón parezca azul.

La materia prima del corindón marrón se compone de granos de cristal de α-alúmina y una pequeña cantidad de fase de vidrio, los cristales de α-alúmina se componen de una solución sólida de Al2O3 que contiene Ti2O3, y la fase de vidrio se compone principalmente de dióxido de titanio y dióxido de silicio y otros rastro de oxidación existente en el horno de arco eléctrico.物组合。 Composición del material. Estos óxidos constituyen la fase vítrea y tienen una baja solubilidad en la estructura cristalina de los granos de alúmina.

Ti2O3 es el único óxido que Ti puede disolver en los granos de alúmina. TiO2 es el óxido termodinámicamente estable de Ti. Durante la fundición y reducción del corindón marrón, parte del TiO2 se reduce a la suboxidación del titanio. (Ti2O3), por encima de 1000 ℃, el oxígeno puede difundirse en los granos de Ga-alúmina, oxidar Ti2O3 en TiO2 más estable y luego envolverlo en los granos de α-alúmina, por lo que la mayor parte del dióxido de titanio es α-alúmina Una solución sólida de cristal los granos existen. El exceso de TiO2 en el corindón marrón no puede permanecer en la fase vítrea, sino que reacciona con la alúmina para formar titanato de aluminio (TiO2·Al2O3). El titanato de aluminio es la tercera fase en la interfaz entre los granos de α-alúmina y la fase de vidrio; La dureza del corindón marrón aumenta con el crecimiento de los núcleos de cristal de TiO2. La fase de TiO2 uniformemente dispersa en los granos de cristal de α-alúmina endurece las partículas de α-alúmina. La solución sólida de corindón marrón Ti2O3 hace que el corindón marrón parezca azul.