Оксид алюминия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Оксид алюминия
Corundum-3D-balls.png
Общие
Сокращения Корунд
Хим. формула Al2O3
Физические свойства
Состояние кристаллическое
Молярная масса 101,96 г/моль
Плотность 3,99 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 2044 °C
Т. кип. 2980[1] °C
Энтальпия образования −1675,7 кДж/моль
Классификация
Рег. номер CAS 1344-28-1
PubChem 9989226
Рег. номер EINECS 215-691-6
SMILES
InChI
RTECS BD1200000
ChemSpider 8164808
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Окси́д алюми́ния Al2O3 — бинарное соединение алюминия и кислорода. В природе распространён как основная составляющая часть глинозёма[2], нестехиометрической смеси оксидов алюминия, калия, натрия, магния и т. д.

Свойства[править | править вики-текст]

Бесцветные нерастворимые в воде кристаллы.

Модификация Плотность, г/см3
α-Al2O3 3,99[2]
θ-Al2O3 3,61[3]
γ-Al2O3 3,68[4]
κ-Al2O3 3,77[5]

Основные модификации оксида алюминия[править | править вики-текст]

В природе можно встретить только тригональную α-модификацию оксида алюминия в виде минерала, называемого корундом, и его редких драгоценных разновидностей (рубин, сапфир и т. д.). Она является единственной термодинамически стабильной формой Al2O3. При термообработке гидроксидов алюминия около 399°С получают кубическую γ-форму. При 1100—1200 °С с γ-модификацией происходит необратимое превращение в α-Al2O3, однако скорость этого процесса невелика, и для завершения фазового перехода необходимо либо наличие минерализаторов, либо повышение температуры обработки до 1400—1450 °С[3].

Известны также следующие кристаллические модификации оксида алюминия: кубическая η-фаза, моноклинная θ-фаза, гексагональная χ-фаза, орторомбическая κ-фаза. Спорным остаётся существование δ-фазы, которая может быть тетрагональной или орторомбической[3][4].

Вещество, иногда описываемое как β-Al2O3, на самом деле представляет из себя не чистый оксид алюминия, а ряд алюминатов щелочных и щёлочноземельных металлов со следующими общими формулами: MeO·6Al2O3 и Me2O·11Al2O3, где МеО это оксиды кальция, бария, стронция и т. д., а Ме2О — оксиды натрия, калия, лития и других щёлочных металлов. При 1600—1700 °С β-модификация разлагается на α-Al2O3 и оксид соответствующего металла, который выделяется в виде пара.

Получение[править | править вики-текст]

Получают из бокситов, нефелинов, каолина, алунитов алюминатным или хлоридным методом. Сырьё в производстве алюминия, катализатор, адсорбент, огнеупорный и абразивный материал.

Применение[править | править вики-текст]

Оксид алюминия (α-Al2O3), как минерал, называется корунд. Крупные прозрачные кристаллы корунда используются как драгоценные камни. Из-за примесей корунд бывает окрашен в разные цвета: красный корунд (содержащий примеси хрома) называется рубином, синий, традиционно — сапфиром. Согласно принятым в ювелирном деле правилам, сапфиром называют кристаллический α-оксид алюминия любой окраски, кроме красной. В настоящее время кристаллы ювелирного корунда выращивают искусственно, но природные камни всё равно ценятся выше, хотя по виду не отличаются. Также корунд применяется как огнеупорный материал. Остальные кристаллические формы используются, как правило, в качестве катализаторов, адсорбентов, инертных наполнителей в физических исследованиях и химической промышленности.

Керамика на основе оксида алюминия обладает высокой твёрдостью, огнеупорностью и антифрикционными свойствами, а также является хорошим изолятором. Она используется в горелках газоразрядных ламп, подложек интегральных схем, в запорных элементах керамических трубопроводных кранов, в зубных протезах и т. д.

Так называемый β-оксид алюминия в действительности представляет собой смешанный оксид алюминия и натрия. Он и соединения с его структурой вызывают большой научный интерес в качестве металлопроводящего твёрдого электролита.

γ-Модификации оксида алюминия применяются в качестве носителя катализаторов, сырья для производства смешанных катализаторов, осушителя в различных процессах химических, нефтехимических производств (ГОСТ 8136-85).

Средние цены на глинозём металлургического сорта в 2009 году — $178/тонна[5].

Литература[править | править вики-текст]

  1. Pillet, S.; Souhassou, M.; Lecomte, C.; Schwarz, K. и др. Acta Crystallograica A (39, 1983-) (2001), 57, 209—303
  2. Husson, E.; Repelin, Y. Europen Journal of Solid State Inogranic Chemistry
  3. Gutierrez, M.; Taga, A.; Johansson, B. Physical Review, Serie 3. B — Condensed Matter (18, 1978-) (2001), 65, 0121011-0121014
  4. Smrcok, L.; Langer, V.; Halvarsson, M. Ruppi, S. Zeitschrift fuer Kristallographie (149, 1979-) (2001), 216, 409—412

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]