کوراندوم چیست؟

کوراندوم (Al2O3) دارای ذخایر مواد خام فراوانی است که حدود 25 درصد وزن پوسته زمین را تشکیل می دهد. ارزان است و خواص بسیار خوبی دارد. بلورهای مختلفی از Al2O3 وجود دارد، و بیش از ده نوع نوع گزارش شده است، اما سه نوع اصلی وجود دارد، یعنی α-Al2O3، β-Al2O3 و γ-Al2O3.

کوراندوم جدولی

γ-Al2O3 یک ساختار اسپینلی است که در دماهای بالا ناپایدار است و به ندرت به عنوان یک ماده استفاده می شود. β-Al2O3 اساساً یک آلومینات حاوی فلزات قلیایی یا فلزات قلیایی خاکی است. ترکیب شیمیایی آن را می توان با RO·6Al2O3 و R2O·11Al2O3، شبکه شش ضلعی، چگالی 3.30~3.63g/cm3، 1400~1500 تقریب زد و در دمای ℃ شروع به تجزیه می کند و در درجه حرارت به α-Al2 تبدیل می شود. α-Al3O1600 یک فرم با دمای بالا، با دمای پایدار به اندازه نقطه ذوب، و چگالی 2~3g/cm3.96 است که به محتوای ناخالصی مربوط می شود. سلول واحد یک منشور تیز است که در طبیعت به شکل کوراندوم طبیعی، یاقوت سرخ و یاقوت کبود وجود دارد. α-Al4.01O3 دارای ساختار فشرده، فعالیت کم، خواص الکتریکی خوب و خواص مکانیکی عالی است. سختی Mohs 2 است. α-Al3O9 متعلق به سیستم کریستالی شش ضلعی، ساختار کوراندوم، a=2، c=3 است.

Al2O3 استحکام مکانیکی بالایی دارد. هرچه ترکیب Al2O3 خالص تر باشد، استحکام بالاتری دارد. از استحکام مکانیکی می توان برای ساخت چینی دستگاه و سایر اجزای مکانیکی استفاده کرد. مقاومت Al2O3 بالا است، عملکرد عایق الکتریکی خوب است، مقاومت در دمای اتاق 1015Ω·cm و قدرت دی الکتریک 15kV/mm است. با استفاده از عایق و استحکام آن، می توان آن را به زیرلایه ها، سوکت ها، شمع ها، پوسته های مدار و غیره تبدیل کرد. Al2O3 دارای سختی بالا، سختی Mohs 9، به علاوه مقاومت در برابر سایش عالی است، بنابراین به طور گسترده برای ساخت ابزار، چرخ های سنگ زنی استفاده می شود. ساینده ها، قالب های کششی، یاتاقان ها، بوته های یاتاقان و جواهرات مصنوعی. Al2O3 دارای نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر خوردگی است. نقطه ذوب آن 2050 درجه سانتیگراد است. مقاومت خوبی در برابر فرسایش فلزات مذاب مانند Be، Sr، Ni، Al، V، Ti، منگنز، آهن، CO و هیدروکسید سدیم، شیشه و سرباره دارد. همچنین مقاومت بالایی دارد. در یک اتمسفر بی اثر با Si، P، Sb، Bi تعامل ندارد، بنابراین می توان از آن به عنوان مواد نسوز، لوله های کوره، بوته های کششی شیشه ای، توپ های توخالی، الیاف و پوشش های محافظ ترموکوپل و غیره استفاده کرد.

Al2O3 پایداری شیمیایی عالی دارد. بسیاری از سولفیدهای پیچیده، فسفیدها، آرسنیدها، کلریدها، نیتریدها، برمیدها، یدیدها، فلوریدهای خشک، اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک و اسید هیدروفلوئوریک با Al2O3 برهمکنش ندارند. بنابراین، می توان آن را به بوته های رشد فلز خالص و تک بلور، مفاصل انسان، استخوان های مصنوعی و غیره تبدیل کرد. Al2O3 دارای خواص نوری است و می توان آن را به مواد انتقال دهنده نور برای ساخت لوله های لامپ بخار Na، فیرینگ های مایکروویو، پنجره های مادون قرمز و لیزر تبدیل کرد. اجزای نوسان رسانایی یونی Al2O3 به عنوان ماده ای برای سلول های خورشیدی و باتری های ذخیره سازی استفاده می شود. Al2O3 همچنین معمولاً در فناوری متالیزاسیون سطح سرامیکی استفاده می شود.

فاز کریستالی اصلی کوراندوم ذوب شده مبتنی بر آلومینا، فاز کوراندوم با اندازه 1.0-1.5 میلی متر و کریستال های درهم آمیخته است. بقیه مقادیر کمی از روتیل، آلومینا و تیتانات آلومینیوم هستند و در داخل فاز کوراندوم یا بین فازهای کریستالی قرار دارند. مقدار کمی فاز شیشه ای. در چین، پس از بیش از ده سال تلاش بی وقفه، فرآیند ذوب کوراندوم ذوب شده مبتنی بر بوکسیت با ظرفیت تولید سالانه بیش از 110,000 تن، پیشرفت زیادی داشته است. کوراندوم ذوب شده بر پایه بوکسیت با موفقیت به عنوان ماده اولیه برای آجرهای مختلف پخته شده و مواد نسوز بدون شکل استفاده شده است. به عنوان مثال، می تواند تا حدی جایگزین کوراندوم متراکم در قالب های ریخته گری کوره بلند شود و به عنوان ماده ماتریس و مواد دانه ای برای تولید خزش کم استفاده می شود. از آجرهای آلومینا بالا برای جایگزینی کوراندوم سفید در سایر دیرگدازهای Al2O3-SiO2 برای تهیه محصولات با کارایی بالا استفاده می شود.

ذوب کوراندوم قهوه ای بر این اصل استوار است که آلومینیوم نسبت به آهن، سیلیکون، تیتانیوم و غیره میل ترکیبی بیشتری برای اکسیژن دارد. با کنترل مقدار عامل احیا کننده، ناخالصی های اصلی بوکسیت با ذوب احیا کاهش یافته و ناخالصی های کاهش یافته تشکیل می شود. آلیاژهای فروسیلیس از مذاب کوراندوم جدا می شود تا کوراندوم قهوه ای با کیفیت کریستالی مطابق با الزامات و محتوای Al2O3 بیشتر از 94.5٪ بدست آید. Fe2O3 برای تولید آلیاژ فروسیلیکون احیا می شود و در طول فرآیند ذوب حذف می شود، اما مقدار کمی از اکسید آهن و آلومینا اسپینل تولید شده همچنان در محصول باقی می ماند. TiO2 در طی فرآیند ذوب تا حدی به آلیاژ فروسیلیکون کاهش می یابد و بخش قابل توجهی از آن در کوراندوم قهوه ای باقی می ماند که عامل اصلی رنگ آمیزی کوراندوم قهوه ای است. کاهش CaO و MgO در طی فرآیند ذوب دشوار است و بیشتر CaO و MgO موجود در مواد خام هنوز در محصول وجود دارد. اگرچه Na2O و K2O می توانند در دمای بالا در طول فرآیند ذوب تبخیر شوند، اما نمی توان آنها را کاهش داد و در کوراندوم قهوه ای باقی می ماند که تأثیر زیادی بر کیفیت دارد.

کوراندوم قهوه ای

ماده خام کوراندوم قهوه ای از دانه های کریستال آلفا آلومینا و مقدار کمی فاز شیشه ای، کریستال های آلومینا آلومینا از محلول جامد Al2O3 حاوی Ti2O3 و فاز شیشه ای بیشتر از دی اکسید تیتانیوم و دی اکسید سیلیکون و غیره تشکیل شده است. ردیابی اکسیداسیون موجود در کوره قوس الکتریکی. 物组合。 ترکیب مواد. این اکسیدها فاز شیشه ای را تشکیل می دهند و فقط حلالیت کمی در ساختار بلوری دانه های آلومینا دارند. Ti2O3 تنها اکسیدی است که Ti می تواند در دانه های آلومینا حل شود. TiO2 اکسید Ti از نظر ترمودینامیکی پایدار است. در طی ذوب و کاهش کوراندوم قهوه ای، بخشی از TiO2 به زیر اکسیداسیون تیتانیوم کاهش می یابد. (Ti2O3)، بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد، اکسیژن می تواند به دانه های Ga-آلومینا پخش شود، Ti2O3 را به TiO2 پایدارتر اکسید کرده و سپس آن را در دانه های α-آلومینا بپیچد، بنابراین بیشتر دی اکسید تیتانیوم α-آلومینا است، محلول جامد کریستال. دانه ها وجود دارد

TiO2 بیش از حد در کوراندوم قهوه ای نمی تواند در فاز شیشه ای باقی بماند، اما با آلومینا واکنش می دهد و تیتانات آلومینیوم را تشکیل می دهد (TiO2·Al2O3). تیتانات آلومینیوم سومین فاز در سطح مشترک بین دانه های آلومینا آلومینا و فاز شیشه ای است. چقرمگی کوراندوم قهوه ای با رشد هسته های کریستالی TiO2 افزایش می یابد. فاز TiO2 که به طور یکنواخت در دانه های کریستال آلومینا پراکنده شده است، ذرات α-آلومینا را سفت می کند. محلول جامد کوراندوم قهوه ای Ti2O3 باعث می شود کوراندوم قهوه ای آبی به نظر برسد.

Ti2O3 تنها اکسیدی است که Ti می تواند در دانه های آلومینا حل شود. TiO2 اکسید Ti از نظر ترمودینامیکی پایدار است. در طی ذوب و کاهش کوراندوم قهوه ای، بخشی از TiO2 به زیر اکسیداسیون تیتانیوم کاهش می یابد. (Ti2O3)، بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد، اکسیژن می تواند به دانه های Ga-آلومینا پخش شود، Ti2O3 را به TiO2 پایدارتر اکسید کرده و سپس آن را در دانه های α-آلومینا بپیچد، بنابراین بیشتر دی اکسید تیتانیوم α-آلومینا است، محلول جامد کریستال. دانه ها وجود دارد TiO2 بیش از حد در کوراندوم قهوه ای نمی تواند در فاز شیشه ای باقی بماند، اما با آلومینا واکنش می دهد و تیتانات آلومینیوم را تشکیل می دهد (TiO2·Al2O3). تیتانات آلومینیوم سومین فاز در سطح مشترک بین دانه های آلومینا آلومینا و فاز شیشه ای است. چقرمگی کوراندوم قهوه ای با رشد هسته های کریستالی TiO2 افزایش می یابد. فاز TiO2 که به طور یکنواخت در دانه های کریستال آلومینا پراکنده شده است، ذرات α-آلومینا را سفت می کند. محلول جامد کوراندوم قهوه ای Ti2O3 باعث می شود کوراندوم قهوه ای آبی به نظر برسد.