Hva er korund?

Korund (Al2O3) har rikelig med råvarereserver, som utgjør omtrent 25 % av vekten av jordskorpen. Det er billig og har mange gode egenskaper. Det er mange forskjellige krystaller av Al2O3, og det er mer enn ti typer varianter rapportert, men det er tre hovedtyper, nemlig α-Al2O3, β-Al2O3 og γ-Al2O3.

Tabellformet korund

γ-Al2O3 er en spinellstruktur, som er ustabil ved høye temperaturer og sjelden brukes som et enkelt materiale. β-Al2O3 er i hovedsak et aluminat som inneholder alkalimetaller eller jordalkalimetaller. Dens kjemiske sammensetning kan tilnærmes ved RO·6Al2O3 og R2O·11Al2O3, heksagonalt gitter, tetthet 3.30~3.63g/cm3, 1400~1500. Det begynner å dekomponere ved ℃ og forvandles til α-Al2O3 ved 1600℃. α-Al2O3 er en høytemperaturform, med en stabil temperatur så høy som smeltepunktet, og en tetthet på 3.96~4.01g/cm3, som er relatert til urenhetsinnholdet. Enhetscellen er et skarpt prisme, som eksisterer i form av naturlig korund, rubin og safir i naturen. α-Al2O3 har kompakt struktur, lav aktivitet, gode elektriske egenskaper og utmerkede mekaniske egenskaper. Mohs-hardheten er 9. α-Al2O3 tilhører sekskantet krystallsystem, korundstruktur, a=4.76, c=12.99.

Al2O3 har høy mekanisk styrke. Jo renere Al2O3-sammensetningen er, desto høyere styrke. Den mekaniske styrken kan brukes til å lage enhetsporselen og andre mekaniske komponenter. Resistiviteten til Al2O3 er høy, den elektriske isolasjonsytelsen er god, resistiviteten ved romtemperatur er 1015Ω·cm, og den dielektriske styrken er 15kV/mm. Ved å bruke sin isolasjon og styrke, kan den lages til underlag, stikkontakter, tennplugger, kretsskaller, etc. Al2O3 har høy hardhet, Mohs hardhet på 9, pluss utmerket slitestyrke, så det er mye brukt til å produsere verktøy, slipeskiver, slipemidler, tegnematriser, lagre, lagerbussninger og kunstige edelstener. Al2O3 har et høyt smeltepunkt og korrosjonsbestandighet. Den har et smeltepunkt på 2050°C. Den har god motstand mot erosjon av smeltede metaller som Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO og natriumhydroksid, glass og slagg. Den har også høy motstand; den interagerer ikke med Si, P, Sb, Bi i en inert atmosfære, så den kan brukes som ildfaste materialer, ovnsrør, glass-trekningsdigler, hule kuler, fibre og termoelementbeskyttelsesdeksler, etc.

Al2O3 har utmerket kjemisk stabilitet. Mange komplekse sulfider, fosfider, arsenider, klorider, nitrider, bromider, jodider, tørre fluorider, svovelsyre, saltsyre, salpetersyre og flussyre interagerer ikke med Al2O3. Derfor kan det lages til vekstdigler av rent metall og enkeltkrystaller, menneskelige ledd, kunstige bein, etc. Al2O3 har optiske egenskaper og kan gjøres til lystransmitterende materialer for å lage Na-damplamperør, mikrobølgekapper, infrarøde vinduer og laser oscillasjonskomponenter. Ioneledningsevnen til Al2O3 brukes som materiale for solceller og lagringsbatterier. Al2O3 er også ofte brukt i keramisk overflatemetalliseringsteknologi.

Den viktigste krystallinske fasen til alumina-basert smeltet korund er korundfasen med en størrelse på 1.0-1.5 mm og sammenflettede krystaller. Resten er spormengder av rutil, alumina og aluminiumtitanat, og befinner seg inne i korundfasen eller mellom krystallfasene. En liten mengde glassfase. I Kina, etter mer enn ti år med uavbrutt innsats, har smelteprosessen av bauxittbasert smeltet korund gjort store fremskritt, med en årlig produksjonskapasitet på mer enn 110,000 2 tonn. Bauksittbasert smeltet korund har med suksess blitt brukt som råmateriale for ulike brent murstein og uformede ildfaste materialer. For eksempel kan det delvis erstatte tett korund i masovnsstøpegods, og brukes som et matrisemateriale og granulært materiale for å produsere lav kryp. Murstein med høy alumina brukes til å erstatte hvit korund i andre Al3O2-SiOXNUMX ildfaste materialer for å fremstille høyytelsesprodukter.

Brunkorundsmelting er basert på det grunnleggende prinsippet om at aluminium har større affinitet for oksygen enn jern, silisium, titan osv. Ved å kontrollere mengden reduksjonsmiddel reduseres hovedurenhetene i bauxitt ved reduksjonssmelting, og de reduserte urenhetene dannes. ferrosilisiumlegeringer. Den separeres fra korundsmelten for å oppnå brun korund med krystallkvalitet som oppfyller kravene og Al2O3-innhold større enn 94.5 %. Fe2O3 reduseres for å produsere ferrosilisiumlegering og fjernes under smelteprosessen, men en liten mengde spinell produsert av jernoksid og alumina er fortsatt igjen i produktet. TiO2 reduseres delvis til ferrosilisiumlegeringen under smelteprosessen, og en betydelig del av det forblir i den brune korunden, som er hovedfaktoren i fargingen av den brune korunden. CaO og MgO er vanskelig å redusere under smelteprosessen, og det meste av CaO og MgO i råvarene finnes fortsatt i produktet. Selv om Na2O og K2O kan fordampe ved høy temperatur under smelteprosessen, kan de ikke reduseres og forbli i den brune korunden, noe som har stor innvirkning på kvaliteten.

Brun korund

Råmaterialet til brun korund er sammensatt av α-aluminiumoksid krystallkorn og en liten mengde glassfase, α-aluminiumoksid krystaller er sammensatt av Al2O3 fast løsning som inneholder Ti2O3, og glassfasen er for det meste sammensatt av titandioksid og silisiumdioksid og andre sporoksidasjon som eksisterer i den elektriske lysbueovnen.物组合。 Materialsammensetning. Disse oksidene utgjør glassfasen, og de har kun lav løselighet i krystallstrukturen til aluminakornene. Ti2O3 er det eneste oksidet som Ti kan løse opp i aluminakornene. TiO2 er det termodynamisk stabile oksidet av Ti. Under smelting og reduksjon av brun korund reduseres en del av TiO2 til suboksidasjon av titan. (Ti2O3), over 1000 ℃, kan oksygen diffundere inn i Ga-aluminiumoksidkornene, oksidere Ti2O3 til mer stabil TiO2 og deretter pakke det inn i α-aluminiumoksidkornene, så det meste av titandioksidet er α-aluminiumoksid En fast løsning av krystall korn finnes.

Overskuddet av TiO2 i brun korund kan ikke forbli i glassfasen, men reagerer med alumina og danner aluminiumtitanat (TiO2·Al2O3). Aluminiumtitanat er den tredje fasen i grensesnittet mellom α-aluminiumoksydkorn og glassfasen; Seigheten til brun korund øker med veksten av TiO2-krystallkjerner. TiO2-fasen jevnt fordelt i α-aluminiumoksidkrystallkornene gjør α-aluminiumoksidpartiklene seige. Brun korund fast løsning Ti2O3 får brun korund til å se blå ut.

Ti2O3 er det eneste oksidet som Ti kan løse opp i aluminakornene. TiO2 er det termodynamisk stabile oksidet av Ti. Under smelting og reduksjon av brun korund reduseres en del av TiO2 til suboksidasjon av titan. (Ti2O3), over 1000 ℃, kan oksygen diffundere inn i Ga-aluminiumoksidkornene, oksidere Ti2O3 til mer stabil TiO2 og deretter pakke det inn i α-aluminiumoksidkornene, så det meste av titandioksidet er α-aluminiumoksid En fast løsning av krystall korn finnes. Overskuddet av TiO2 i brun korund kan ikke forbli i glassfasen, men reagerer med alumina og danner aluminiumtitanat (TiO2·Al2O3). Aluminiumtitanat er den tredje fasen i grensesnittet mellom α-aluminiumoksydkorn og glassfasen; Seigheten til brun korund øker med veksten av TiO2-krystallkjerner. TiO2-fasen jevnt fordelt i α-aluminiumoksidkrystallkornene gjør α-aluminiumoksidpartiklene seige. Brun korund fast løsning Ti2O3 får brun korund til å se blå ut.