Mi az a korund?

A korund (Al2O3) bőséges nyersanyagtartalékkal rendelkezik, a földkéreg tömegének körülbelül 25%-át teszi ki. Olcsó és számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik. Az Al2O3-nak sokféle kristálya létezik, és több mint tízféle változatról számoltak be, de három fő közülük van, nevezetesen az α-Al2O3, a β-Al2O3 és a γ-Al2O3.

Táblázatos korund

A γ-Al2O3 egy spinell szerkezet, amely magas hőmérsékleten instabil, és ritkán használják egyetlen anyagként. A β-Al2O3 lényegében alkálifémeket vagy alkáliföldfémeket tartalmazó aluminát. Kémiai összetétele közelíthető RO·6Al2O3 és R2O·11Al2O3, hatszögletű rács, sűrűsége 3.30-3.63g/cm3, 1400-1500 ℃-on kezd bomlani és 2℃-on átalakul α-Al3O1600-má. Az α-Al2O3 egy magas hőmérsékletű forma, amelynek stabil hőmérséklete eléri az olvadáspontot, sűrűsége pedig 3.96–4.01 g/cm3, ami a szennyezőanyag-tartalomtól függ. Az egységcella egy éles prizma, amely a természetben természetes korund, rubin és zafír formájában létezik. Az α-Al2O3 kompakt szerkezettel, alacsony aktivitással, jó elektromos tulajdonságokkal és kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A Mohs-keménység 9. Az α-Al2O3 hatszögletű kristályrendszerbe tartozik, korund szerkezetű, a=4.76, c=12.99.

Az Al2O3 nagy mechanikai szilárdságú. Minél tisztább az Al2O3 összetétel, annál nagyobb az erőssége. A mechanikai szilárdság felhasználható porcelán és egyéb mechanikai alkatrészek készítésére. Az Al2O3 ellenállása magas, az elektromos szigetelési teljesítmény jó, az ellenállás szobahőmérsékleten 1015Ω·cm, a dielektromos szilárdság pedig 15kV/mm. Szigetelése és szilárdsága révén hordozók, aljzatok, gyújtógyertyák, áramköri héjak stb. készíthető belőle. Az Al2O3 nagy keménységű, Mohs-keménysége 9, emellett kiváló kopásállósága, ezért széles körben használják szerszámok, csiszolókorongok, csiszolóanyagok, húzószerszámok, csapágyak, csapágyperselyek és mesterséges drágakövek. Az Al2O3 magas olvadásponttal és korrózióállósággal rendelkezik. Olvadáspontja 2050°C. Jól ellenáll az olvadt fémek, például Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO és nátrium-hidroxid, üveg és salak eróziójának. Ezenkívül nagy az ellenállása; inert atmoszférában nem lép kölcsönhatásba Si-vel, P-vel, Sb-vel, Bi-vel, így felhasználható tűzálló anyagként, kemencecsőként, üveghúzótégelyként, üreges golyóként, szálként és hőelemes védőburkolatként stb.

Az Al2O3 kiváló kémiai stabilitással rendelkezik. Számos komplex szulfid, foszfid, arzenid, klorid, nitrid, bromid, jodid, száraz fluorid, kénsav, sósav, salétromsav és hidrogén-fluorid nem lép kölcsönhatásba az Al2O3-mal. Ezért tiszta fémből és egykristályos növesztőtégelyekké, emberi ízületekké, mesterséges csontokká stb. készíthető. Az Al2O3 optikai tulajdonságokkal rendelkezik, és fényáteresztő anyagokká készíthető Na-gőzlámpa-csövek, mikrohullámú burkolatok, infravörös ablakok és lézerek előállításához. oszcillációs komponensek. Az Al2O3 ionvezetőképességét napelemek és akkumulátorok anyagaként használják. Az Al2O3-at gyakran használják a kerámiafelület fémezési technológiájában is.

Az alumínium-oxid alapú olvasztott korund fő kristályos fázisa az 1.0-1.5 mm átmérőjű korund fázis, amely összefonódott kristályokkal rendelkezik. A többi nyomokban rutil, alumínium-oxid és alumínium-titanát, és a korund fázisban vagy a kristályfázisok között található. Kis mennyiségű üvegfázis. Kínában több mint tíz év szakadatlan erőfeszítések után a bauxitalapú olvasztott korund olvasztási folyamata nagy előrehaladást ért el, éves termelési kapacitása meghaladja a 110,000 2 tonnát. A bauxitalapú olvasztott korundot sikeresen alkalmazták különféle égetett téglák és formálatlan tűzálló anyagok alapanyagaként. Például részben helyettesítheti a sűrű korundot a kohóöntvényekben, és mátrixanyagként és szemcsés anyagként használják kis kúszás előállításához. Magas alumínium-oxid téglákat használnak a fehér korund helyettesítésére más Al3O2-SiOXNUMX tűzálló anyagokban a nagy teljesítményű termékek előállításához.

A barna korund olvasztása azon az alapelven alapul, hogy az alumíniumnak nagyobb affinitása van az oxigénhez, mint a vasnak, szilíciumnak, titánnak stb. A redukálószer mennyiségének szabályozásával a bauxit fő szennyeződései redukciós olvasztással csökkennek, és a redukált szennyeződések képződnek. ferroszilícium ötvözetek. Elválasztják a korund olvadéktól, így barna korundot kapnak, amelynek kristályminősége megfelel a követelményeknek, és Al2O3-tartalma meghaladja a 94.5%-ot. A Fe2O3-ot redukálják ferroszilícium ötvözetté, és az olvasztási folyamat során eltávolítják, de kis mennyiségű vas-oxidból és alumínium-oxidból előállított spinell továbbra is megmarad a termékben. A TiO2 az olvasztási folyamat során részben a ferroszilícium ötvözetté redukálódik, és jelentős része a barna korundban marad, ami a barna korund elszíneződésének fő tényezője. A CaO és MgO nehezen redukálható az olvasztási folyamat során, és a nyersanyagokban lévő CaO és MgO nagy része még mindig megtalálható a termékben. Bár a Na2O és a K2O az olvasztási folyamat során magas hőmérsékleten elpárologhat, nem redukálódnak, és a barna korundban maradnak, ami nagy hatással van a minőségre.

Barna korund

A barna korund nyersanyaga α-alumínium-oxid kristályszemcsékből és kis mennyiségű üvegfázisból, az α-alumínium-oxid kristályok Ti2O3-ot tartalmazó szilárd Al2O3 oldatból, az üvegfázis pedig többnyire titán-dioxidból és szilícium-dioxidból és egyéb anyagokból áll. az elektromos ívkemencében létező oxidáció nyoma.物组合。 Anyagösszetétel. Ezek az oxidok alkotják az üvegfázist, és csak kismértékben oldódnak az alumínium-oxid szemcsék kristályszerkezetében. A Ti2O3 az egyetlen oxid, amelyet a Ti fel tud oldani az alumínium-oxid szemcsékben. A TiO2 a Ti termodinamikailag stabil oxidja. A barna korund olvasztása és redukciója során a TiO2 egy része a titán szuboxidációjává redukálódik. (Ti2O3), 1000 ℃ felett az oxigén bediffundálhat a Ga-alumínium-oxid szemcsékbe, a Ti2O3-ot stabilabb TiO2-vé oxidálja, majd az α-alumínium-oxid szemcsékbe burkolja, így a titán-dioxid nagy része α-alumínium-oxid. Kristály szilárd oldata gabona létezik.

A barna korundban lévő túlzott TiO2 nem maradhat az üvegfázisban, hanem az alumínium-oxiddal reagálva alumínium-titanátot (TiO2·Al2O3) képez. Az alumínium-titanát a harmadik fázis az α-alumínium-oxid szemcsék és az üvegfázis határfelületén; A barna korund szívóssága a TiO2 kristálymagok növekedésével nő. Az α-alumínium-oxid kristályszemcsékben egyenletesen diszpergált TiO2 fázis edzi az α-alumínium-oxid részecskéket. A barna korund szilárd Ti2O3 oldata a barna korund kék színét okozza.

A barna korund nyersanyaga α-alumínium-oxid kristályszemcsékből és kis mennyiségű üvegfázisból, az α-alumínium-oxid kristályok Ti2O3-ot tartalmazó szilárd Al2O3 oldatból, az üvegfázis pedig többnyire titán-dioxidból és szilícium-dioxidból és egyéb anyagokból áll. az elektromos ívkemencében létező oxidáció nyoma.物组合。 Anyagösszetétel. Ezek az oxidok alkotják az üvegfázist, és csak kismértékben oldódnak az alumínium-oxid szemcsék kristályszerkezetében.

A Ti2O3 az egyetlen oxid, amelyet a Ti fel tud oldani az alumínium-oxid szemcsékben. A TiO2 a Ti termodinamikailag stabil oxidja. A barna korund olvasztása és redukciója során a TiO2 egy része a titán szuboxidációjává redukálódik. (Ti2O3), 1000 ℃ felett az oxigén bediffundálhat a Ga-alumínium-oxid szemcsékbe, a Ti2O3-ot stabilabb TiO2-vé oxidálja, majd az α-alumínium-oxid szemcsékbe burkolja, így a titán-dioxid nagy része α-alumínium-oxid. Kristály szilárd oldata gabona létezik. A barna korundban lévő túlzott TiO2 nem maradhat az üvegfázisban, hanem az alumínium-oxiddal reagálva alumínium-titanátot (TiO2·Al2O3) képez. Az alumínium-titanát a harmadik fázis az α-alumínium-oxid szemcsék és az üvegfázis határfelületén; A barna korund szívóssága a TiO2 kristálymagok növekedésével nő. Az α-alumínium-oxid kristályszemcsékben egyenletesen diszpergált TiO2 fázis edzi az α-alumínium-oxid részecskéket. A Ti2O3 barna korund szilárd oldata a barna korund kék színét okozza.