Qu’est-ce que le corindon ?

Le corindon (Al2O3) possède d’abondantes réserves de matières premières, représentant environ 25% du poids de la croûte terrestre. Il est peu coûteux et possède de nombreuses propriétés excellentes. Il existe de nombreux cristaux différents d’Al2O3 et plus de dix types de variantes ont été signalés, mais il en existe trois principaux, à savoir α-Al2O3, β-Al2O3 et γ-Al2O3.

Corindon tabulaire

γ-Al2O3 est une structure spinelle, qui est instable à des températures élevées et est rarement utilisée comme matériau unique. Le β-Al2O3 est essentiellement un aluminate contenant des métaux alcalins ou des métaux alcalino-terreux. Sa composition chimique peut être approximée par RO·6Al2O3 et R2O·11Al2O3, réseau hexagonal, densité 3.30~3.63g/cm3, 1400~1500 Il commence à se décomposer à ℃ et se transforme en α-Al2O3 à 1600℃. α-Al2O3 est une forme à haute température, avec une température stable aussi élevée que le point de fusion et une densité de 3.96 ~ 4.01 g/cm3, qui est liée à la teneur en impuretés. La cellule unitaire est un prisme pointu, qui existe sous la forme de corindon naturel, de rubis et de saphir dans la nature. α-Al2O3 a une structure compacte, une faible activité, de bonnes propriétés électriques et d’excellentes propriétés mécaniques. La dureté Mohs est de 9. α-Al2O3 appartient au système cristallin hexagonal, structure corindon, a=4.76, c=12.99.

Al2O3 a une résistance mécanique élevée. Plus la composition d’Al2O3 est pure, plus la résistance est élevée. La résistance mécanique peut être utilisée pour fabriquer de la porcelaine de dispositif et d’autres composants mécaniques. La résistivité d’Al2O3 est élevée, les performances d’isolation électrique sont bonnes, la résistivité à température ambiante est de 1015Ω·cm et la rigidité diélectrique est de 15kV/mm. En utilisant son isolation et sa résistance, il peut être transformé en substrats, douilles, bougies d’allumage, coques de circuit, etc. Al2O3 a une dureté élevée, une dureté Mohs de 9, ainsi qu’une excellente résistance à l’usure, il est donc largement utilisé pour fabriquer des outils, des meules, abrasifs, matrices d’étirage, roulements, coussinets et pierres précieuses artificielles. Al2O3 a un point de fusion élevé et une résistance à la corrosion. Il a un point de fusion de 2050°C. Il a une bonne résistance à l’érosion des métaux en fusion tels que Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO et l’hydroxyde de sodium, le verre et les scories. Il a également une haute résistance; il n’interagit pas avec Si, P, Sb, Bi en atmosphère inerte, il peut donc être utilisé comme matériaux réfractaires, tubes de fours, creusets d’étirage de verre, boules creuses, fibres et capots de protection de thermocouples, etc.

Al2O3 a une excellente stabilité chimique. De nombreux sulfures complexes, phosphures, arséniures, chlorures, nitrures, bromures, iodures, fluorures secs, acide sulfurique, acide chlorhydrique, acide nitrique et acide fluorhydrique n’interagissent pas avec Al2O3. Par conséquent, il peut être transformé en creusets de croissance en métal pur et monocristallin, en articulations humaines, en os artificiels, etc. composants d’oscillation. La conductivité ionique de Al2O3 est utilisée comme matériau pour les cellules solaires et les batteries de stockage. Al2O3 est également couramment utilisé dans la technologie de métallisation des surfaces céramiques.

La phase cristalline principale du corindon fondu à base d’alumine est la phase de corindon d’une taille de 1.0 à 1.5 mm et de cristaux entrelacés. Les autres sont des traces de rutile, d’alumine et de titanate d’aluminium, et sont situés à l’intérieur de la phase de corindon ou entre les phases cristallines. Une petite quantité de phase vitreuse. En Chine, après plus de dix ans d’efforts inlassables, le procédé de fusion du corindon fondu à base de bauxite a fait de grands progrès, avec une capacité de production annuelle de plus de 110,000 2 tonnes. Le corindon fondu à base de bauxite a été utilisé avec succès comme matière première pour diverses briques cuites et matériaux réfractaires non façonnés. Par exemple, il peut partiellement remplacer le corindon dense dans les coulables de haut fourneau et est utilisé comme matériau de matrice et matériau granulaire pour produire un faible fluage. Les briques à haute teneur en alumine sont utilisées pour remplacer le corindon blanc dans d’autres réfractaires Al3O2-SiOXNUMX pour préparer des produits à hautes performances.

La fusion du corindon brun est basée sur le principe de base selon lequel l’aluminium a une plus grande affinité pour l’oxygène que le fer, le silicium, le titane, etc. En contrôlant la quantité d’agent réducteur, les principales impuretés de la bauxite sont réduites par fusion par réduction, et les impuretés réduites alliages de ferrosilicium. Il est séparé de la masse fondue de corindon pour obtenir un corindon brun de qualité cristalline répondant aux exigences et une teneur en Al2O3 supérieure à 94.5 %. Fe2O3 est réduit pour produire un alliage de ferrosilicium et éliminé au cours du processus de fusion, mais une petite quantité d’oxyde de fer et de spinelle produit par l’alumine reste encore dans le produit. Le TiO2 est partiellement réduit en alliage de ferrosilicium pendant le processus de fusion, et une partie considérable de celui-ci reste dans le corindon brun, qui est le principal facteur de coloration du corindon brun. Le CaO et le MgO sont difficiles à réduire pendant le processus de fusion, et la plupart du CaO et du MgO dans les matières premières existent toujours dans le produit. Bien que Na2O et K2O puissent se volatiliser à haute température pendant le processus de fusion, ils ne peuvent pas être réduits et restent dans le corindon brun, ce qui a un impact important sur la qualité.

Corindon brun

La matière première du corindon brun est composée de grains de cristal d’alumine α et d’une petite quantité de phase vitreuse, les cristaux d’alumine α sont composés d’une solution solide d’Al2O3 contenant du Ti2O3, et la phase vitreuse est principalement composée de dioxyde de titane et de dioxyde de silicium et d’autres trace d’oxydation existant dans le four à arc électrique.物组合。 Material composition. Ces oxydes constituent la phase vitreuse, et ils n’ont qu’une faible solubilité dans la structure cristalline des grains d’alumine. Ti2O3 est le seul oxyde que Ti peut dissoudre dans les grains d’alumine. TiO2 est l’oxyde thermodynamiquement stable de Ti. Lors de la fusion et de la réduction du corindon brun, une partie du TiO2 est réduite en sous-oxydation du titane. (Ti2O3), au-dessus de 1000℃, l’oxygène peut diffuser dans les grains d’alumine Ga, oxyder Ti2O3 en TiO2 plus stable, puis l’envelopper dans les grains d’alumine α, de sorte que la majeure partie du dioxyde de titane est de l’alumine α Une solution solide de cristal les grains existent.

Le TiO2 en excès dans le corindon brun ne peut pas rester dans la phase vitreuse, mais réagit avec l’alumine pour former du titanate d’aluminium (TiO2·Al2O3). Le titanate d’aluminium est la troisième phase à l’interface entre les grains d’alumine α et la phase vitreuse ; La ténacité du corindon brun augmente avec la croissance des noyaux cristallins de TiO2. La phase TiO2 uniformément dispersée dans les grains cristallins d’alumine α durcit les particules d’alumine α. La solution solide de corindon brun Ti2O3 fait apparaître le corindon brun en bleu.

Ti2O3 est le seul oxyde que Ti peut dissoudre dans les grains d’alumine. TiO2 est l’oxyde thermodynamiquement stable de Ti. Lors de la fusion et de la réduction du corindon brun, une partie du TiO2 est réduite en sous-oxydation du titane. (Ti2O3), au-dessus de 1000℃, l’oxygène peut diffuser dans les grains d’alumine Ga, oxyder Ti2O3 en TiO2 plus stable, puis l’envelopper dans les grains d’alumine α, de sorte que la majeure partie du dioxyde de titane est de l’alumine α Une solution solide de cristal les grains existent. Le TiO2 en excès dans le corindon brun ne peut pas rester dans la phase vitreuse, mais réagit avec l’alumine pour former du titanate d’aluminium (TiO2·Al2O3). Le titanate d’aluminium est la troisième phase à l’interface entre les grains d’alumine α et la phase vitreuse ; La ténacité du corindon brun augmente avec la croissance des noyaux cristallins de TiO2. La phase TiO2 uniformément dispersée dans les grains cristallins d’alumine α durcit les particules d’alumine α. La solution solide de corindon brun Ti2O3 fait apparaître le corindon brun en bleu.