Ano ang corundum?

Ang Corundum (Al2O3) ay may masaganang reserbang hilaw na materyales, na nagkakahalaga ng halos 25% ng bigat ng crust ng lupa. Ito ay mura at may maraming magagandang katangian. Mayroong maraming iba’t ibang mga kristal ng Al2O3, at mayroong higit sa sampung uri ng mga variant na iniulat, ngunit mayroong tatlong pangunahing mga, katulad ng α-Al2O3, β-Al2O3, at γ-Al2O3.

Tabular corundum

Ang γ-Al2O3 ay isang spinel structure, na hindi matatag sa mataas na temperatura at bihirang ginagamit bilang isang materyal. Ang β-Al2O3 ay mahalagang isang aluminate na naglalaman ng mga alkali metal o alkaline earth metal. Ang kemikal na komposisyon nito ay maaaring tantiyahin ng RO·6Al2O3 at R2O·11Al2O3, hexagonal lattice, density 3.30~3.63g/cm3, 1400~1500 Nagsisimula itong mabulok sa ℃ at nagiging α-Al2O3 sa 1600℃. Ang α-Al2O3 ay isang anyo na may mataas na temperatura, na may matatag na temperatura na kasing taas ng punto ng pagkatunaw, at may density na 3.96~4.01g/cm3, na nauugnay sa nilalaman ng karumihan. Ang unit cell ay isang matalim na prisma, na umiiral sa anyo ng natural na corundum, ruby ​​​​at sapphire sa kalikasan. Ang α-Al2O3 ay may compact na istraktura, mababang aktibidad, magandang electrical properties, at mahusay na mekanikal na katangian. Ang tigas ng Mohs ay 9. Ang α-Al2O3 ay kabilang sa hexagonal crystal system, corundum structure, a=4.76, c=12.99.

Ang Al2O3 ay may mataas na mekanikal na lakas. Ang mas dalisay na komposisyon ng Al2O3, mas mataas ang lakas. Ang lakas ng makina ay maaaring gamitin upang gumawa ng porselana ng aparato at iba pang mga mekanikal na bahagi. Ang resistivity ng Al2O3 ay mataas, ang electrical insulation performance ay mabuti, ang resistivity sa room temperature ay 1015Ω·cm, at ang dielectric na lakas ay 15kV/mm. Gamit ang pagkakabukod at lakas nito, maaari itong gawing mga substrate, socket, spark plugs, circuit shell, atbp. Ang Al2O3 ay may mataas na tigas, Mohs hardness na 9, kasama ang mahusay na wear resistance, kaya malawak itong ginagamit sa paggawa ng mga tool, grinding wheels, abrasives, drawing dies, bearings, bearing bushes at artipisyal na hiyas. Ang Al2O3 ay may mataas na punto ng pagkatunaw at paglaban sa kaagnasan. Ito ay may melting point na 2050°C. Ito ay may mahusay na pagtutol sa pagguho ng mga tinunaw na metal tulad ng Be, Sr, Ni, Al, V, Ti, Mn, Fe, CO at sodium hydroxide, salamin, at slag. Mayroon din itong mataas na pagtutol; hindi ito nakikipag-ugnayan sa Si, P, Sb, Bi sa isang hindi gumagalaw na kapaligiran, kaya maaari itong magamit bilang mga refractory na materyales, furnace tubes, glass drawing crucibles, hollow balls, fibers at thermocouple protective covers, atbp.

Ang Al2O3 ay may mahusay na katatagan ng kemikal. Maraming kumplikadong sulfides, phosphides, arsenides, chlorides, nitride, bromides, iodide, dry fluoride, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, at hydrofluoric acid ay hindi nakikipag-ugnayan sa Al2O3. Kaya naman, maaari itong gawing purong metal at single crystal growth crucibles, joints ng tao, artificial bones, atbp. Ang Al2O3 ay may optical properties at maaaring gawing light-transmitting materials para gawing Na vapor lamp tubes, microwave fairings, infrared windows at laser mga bahagi ng oscillation. Ang ionic conductivity ng Al2O3 ay ginagamit bilang isang materyal para sa mga solar cell at mga baterya ng imbakan. Al2O3 ay karaniwang ginagamit din sa ceramic surface metallization technology.

Ang pangunahing crystalline phase ng alumina-based fused corundum ay ang corundum phase na may sukat na 1.0-1.5mm at interlaced crystals. Ang natitira ay mga bakas na halaga ng rutile, alumina at aluminum titanate, at matatagpuan sa loob ng bahagi ng corundum o sa pagitan ng mga yugto ng kristal. Ang isang maliit na halaga ng glass phase. Sa Tsina, pagkatapos ng mahigit sampung taon ng walang humpay na pagsisikap, ang proseso ng smelting ng fused corundum na nakabatay sa bauxite ay gumawa ng malaking pag-unlad, na may taunang kapasidad ng produksyon na higit sa 110,000 tonelada. Ang fused corundum na nakabatay sa bauxite ay matagumpay na ginamit bilang hilaw na materyal para sa iba’t ibang fired brick at hindi hugis na refractory na materyales. Halimbawa, maaari nitong bahagyang palitan ang siksik na corundum sa mga blast furnace na castable, at ginagamit bilang isang matrix na materyal at butil na materyal upang makagawa ng mababang creep. Ang mga high alumina brick ay ginagamit upang palitan ang puting corundum sa iba pang Al2O3-SiO2 refractory upang maghanda ng mga produktong may mataas na pagganap.

Ang brown corundum smelting ay batay sa pangunahing prinsipyo na ang aluminyo ay may higit na kaugnayan sa oxygen kaysa sa iron, silicon, titanium, atbp. Sa pamamagitan ng pagkontrol sa dami ng reducing agent, ang mga pangunahing impurities sa bauxite ay nababawasan sa pamamagitan ng reduction smelting, at ang nabawasang impurities ay nabubuo mga haluang metal ng ferrosilicon. Ito ay pinaghihiwalay mula sa corundum melt upang makakuha ng brown corundum na may kristal na kalidad na nakakatugon sa mga kinakailangan at Al2O3 na nilalaman na higit sa 94.5%. Ang Fe2O3 ay nababawasan upang makagawa ng ferrosilicon alloy at inalis sa panahon ng proseso ng smelting, ngunit ang isang maliit na halaga ng iron oxide at alumina na ginawa na spinel ay naiwan pa rin sa produkto. Ang TiO2 ay bahagyang nabawasan sa ferrosilicon alloy sa panahon ng proseso ng smelting, at isang malaking bahagi nito ay nananatili sa brown corundum, na siyang pangunahing kadahilanan sa pangkulay ng brown corundum. Ang CaO at MgO ay mahirap bawasan sa panahon ng proseso ng smelting, at karamihan sa CaO at MgO sa mga hilaw na materyales ay umiiral pa rin sa produkto. Kahit na ang Na2O at K2O ay maaaring mag-volatilize sa mataas na temperatura sa panahon ng proseso ng smelting, hindi sila maaaring bawasan at manatili sa brown corundum, na may malaking epekto sa kalidad.

kayumanggi corundum

Ang hilaw na materyal ng brown corundum ay binubuo ng α-alumina crystal grains at isang maliit na halaga ng glass phase, α-alumina crystals ay binubuo ng Al2O3 solid solution na naglalaman ng Ti2O3, at ang glass phase ay halos binubuo ng titanium dioxide at silicon dioxide at iba pa. bakas ang oksihenasyon na umiiral sa electric arc furnace.物组合。 Materyal na komposisyon. Ang mga oxide na ito ay bumubuo sa glass phase, at mayroon lamang silang mababang solubility sa kristal na istraktura ng mga butil ng alumina. Ang Ti2O3 ay ang tanging oxide na maaaring matunaw ng Ti sa mga butil ng alumina. Ang TiO2 ay ang thermodynamically stable na oxide ng Ti. Sa panahon ng smelting at pagbabawas ng brown corundum, bahagi ng TiO2 ay nabawasan sa sub-oxidation ng titanium. (Ti2O3), sa itaas ng 1000 ℃, ang oxygen ay maaaring kumalat sa mga butil ng Ga-alumina, mag-oxidize ng Ti2O3 sa mas matatag na TiO2 at pagkatapos ay ibalot ito sa mga butil ng α-alumina, kaya karamihan sa titanium dioxide ay α-alumina Isang solidong solusyon ng kristal may mga butil.

Ang sobrang TiO2 sa brown corundum ay hindi maaaring manatili sa glass phase, ngunit tumutugon sa alumina upang bumuo ng aluminum titanate (TiO2·Al2O3). Ang aluminyo titanate ay ang ikatlong bahagi sa interface sa pagitan ng α-alumina grains at ang glass phase; Ang tigas ng brown corundum ay tumataas sa paglaki ng TiO2 crystal nuclei. Ang yugto ng TiO2 ay pantay na nakakalat sa mga butil ng kristal na α-alumina ay nagpapatigas sa mga particle ng α-alumina. Ang brown corundum solid solution na Ti2O3 ay nagiging sanhi ng brown corundum na lumilitaw na asul.

Ang hilaw na materyal ng brown corundum ay binubuo ng α-alumina crystal grains at isang maliit na halaga ng glass phase, α-alumina crystals ay binubuo ng Al2O3 solid solution na naglalaman ng Ti2O3, at ang glass phase ay halos binubuo ng titanium dioxide at silicon dioxide at iba pa. bakas ang oksihenasyon na umiiral sa electric arc furnace.物组合。 Materyal na komposisyon. Ang mga oxide na ito ay bumubuo sa glass phase, at mayroon lamang silang mababang solubility sa kristal na istraktura ng mga butil ng alumina.

Ang Ti2O3 ay ang tanging oxide na maaaring matunaw ng Ti sa mga butil ng alumina. Ang TiO2 ay ang thermodynamically stable na oxide ng Ti. Sa panahon ng smelting at pagbabawas ng brown corundum, bahagi ng TiO2 ay nabawasan sa sub-oxidation ng titanium. (Ti2O3), sa itaas ng 1000 ℃, ang oxygen ay maaaring kumalat sa mga butil ng Ga-alumina, mag-oxidize ng Ti2O3 sa mas matatag na TiO2 at pagkatapos ay ibalot ito sa mga butil ng α-alumina, kaya karamihan sa titanium dioxide ay α-alumina Isang solidong solusyon ng kristal may mga butil. Ang sobrang TiO2 sa brown corundum ay hindi maaaring manatili sa glass phase, ngunit tumutugon sa alumina upang bumuo ng aluminum titanate (TiO2·Al2O3). Ang aluminyo titanate ay ang ikatlong bahagi sa interface sa pagitan ng α-alumina grains at ang glass phase; Ang tigas ng brown corundum ay tumataas sa paglaki ng TiO2 crystal nuclei. Ang yugto ng TiO2 ay pantay na nakakalat sa mga butil ng kristal na α-alumina ay nagpapatigas sa mga particle ng α-alumina. Ang brown corundum solid solution na Ti2O3 ay nagiging sanhi ng brown corundum na lumilitaw na asul.