알루미늄 산화 알루미늄은 주로 산소와 알루미늄 분자로 구성된 화합물입니다. 그것은 일반적으로 corundum으로 구성된 사파이어와 같은 여러 형태로 자연적으로 나타나는 무색 결정질 물질입니다. 알루미나 또는 가장 일반적인 결정 형태의 알루미나는 corundum입니다. 흥미롭게도, 특별한 조건에서 Corundum은 보석 사파이어가되었습니다.
알루미나는 또한 일부 열대 및 아열대 지역의 표면에서 발견되는 보크 사이트와 같은 광석에서 추출됩니다. Bayer 공정을 사용하여 알루미나의 추출 및 정제를 수행 하였다. 여기서, 보크 사이트는 분쇄 및 수산화 나트륨 용액에 용해된다. 고온에서 저장되면 보크 사이트는 나트륨 알루미 네이트로 전환되어 Fe2O3 (제 2 철) 로 알려진 적색 진흙 또는 슬래그와 같은 불순물을 걸러냅니다. . 맥주가 식 으면 Al (OH) {알루미나 또는 알루미늄 수산화 알루미늄} 침전 된, 규산염은 용액에 남아 있었다.
알루미나의 준비 및 물리적 외관
알루미나 입자는 약 1100 ° C에서 가열 또는 연소 Al (OH) 3에 의해 분리됩니다. 순수한 보크 사이트는 산화 알루미늄이 흰색 분말 같은 테이블 소금 또는 과립 설탕으로 나타납니다.
알루미늄 산화 알루미늄은 나트륨-증기 램프와 같은 특정 유형의 조명에 사용되며 성장하는 나노 기술 산업은 그것을 작은 회로에서 전기 도체로 사용합니다. 산화 알루미늄은 인간 모발만큼 잘 필라멘트로 생성되어 DNA 여과에 적합합니다. 와이어 가이드, 기계 씰, 계량 장치 및 고온 전기 절연체는 몇 가지 예일뿐입니다.
산화 알루미늄은 무취 백색 분말 물질입니다. 무독성이지만 공기 중 알루미늄 먼지는 산업적 위험을 초래할 수 있으므로 마스크를 착용하여 연장 된 노출을 피하는 것이 가장 좋습니다. 산화 알루미늄은 매우 무겁습니다. 1 미터의 측면 길이 인 산화 알루미늄 큐브의 무게는 약 7,200 파운드입니다.
알루미늄 산화 알루미늄은 다양한 산업 응용 분야에서 사용할 수있는 강력하고 내마모성 재료로 성형 또는 제조 할 수 있습니다.
알루미나 구조의 분류
Al2O3 전이는 Al-O-OH 의 열 분해에 의해 얻어진다 (Al은 산소 원자에 이중 결합되고 OH 원자에 단일 결합) . . Boehmite는 복잡한 구조를 가지고 있으며 여전히 크게 알려져 있지 않습니다. 두 가지 주요 유형은 구조에 자세히 설명되어 있으며 우리는 또한 형성 전력을 얻습니다.
관련 AL2O3 전이와의 비교는 에너지 소산이 일부 AL2O3 전이 사이의 구조적 혼란과 복잡한 접착력을 유발하는 방법을 보여줍니다. 결과는 열역학적으로 안정적인 화합물에 대한 중요한 이해를 가지고 있습니다.
알루미나 구조의 고급 분류
AL2O3 전이는 일반적으로 고온 및 압력 하에서 격자의 전이 및 결정 격자의 배치에 의해 야기된다. 또한 사용 된 알루미나의 입자 크기와 열역학에 따라 다릅니다.
따라서 아래는 지난 수십 년 동안 자세한 분석을 통해 발견 된 알루미나의 다양한 구조 유형입니다.-
- Boehmite :
전이 알루미네이트의 특성은 유사한 회절 패턴, 낮은 결정도 및 작은 입자 크기로 인해 특히 어렵다. 알루미나 전이의 출발 물질은 입방 음이온 (CCP) O2-의 하위 세그먼트를 함유하는 수산화물 인 Boehmite (Al-O-OH)이다. 가열시, 일부 (전부는 아님) 수소 원자가 물의 형태로 구조에서 이동합니다. 이 탈수는 알루미늄 양이온에 의해 점유 된 결정 격자에 구멍을 남깁니다.
γ- 알루미나는 최소 열역학적으로 안정적인 형태의 알루미나이므로 온도가 높을 때 재료를 사용하려는 사람들에게는 불편합니다. 형성된 구조는 Boehmite 탈수로 인한 "새로운"사면체 조건의 결과 일 가능성이 높습니다. 더 일반적으로 언급 된 다른 두 가지 형태의 다른 두 형태의 구성에 대한 합의는 현재 없습니다.
- 척추 같은 구조 :
2000 년대 초까지, γ- 알루미나는 Fe2O3 (산화철)과 유사한 입방 스피넬과 유사한 격자 구조를 갖는 것으로 지속적으로보고되었다. 스피넬은 공식적으로 AB2X4라고 불리며 X 음이온은 CCP (입방체 폐쇄 된 포장) 를 형성합니다. 네트워크 및 양이온 A 및 B는 각각 중간 네트워크 위치를 차지합니다. Al이 크리스탈 격자에서 비 스피넬 위치를 차지할 수 있다는 논란의 여지가있는 증거가 있습니다.
이론적 연구는 사면체 사이트의 알루미나 에너지 우선 순위를 지원합니다. 일련의 dft (밀도 기능 이론) 저에너지 스피넬 입방 단위 셀 (A =7.887 Å)이 2 개의 VSSS (휘발성 부유 고체) 임을 보여주기 위해 총 에너지 계산이 수행되었다. 최대
비록 이론적 연구에 사용되었지만 γ- 알루미나의 내부 형태를 설명하는 데 과도하게 단순화 될 수 있습니다. 모노 클리닉 시스템과 같은 단일 스피넬 셀은 일부 후속 이론 연구를위한 벌크 구조로서 사용되어왔다. VSS 부위는 공석의 움직임에 대한 에너지 장벽으로 인해 상당한 열 활성화를 보여줍니다.
- 수소화 된 스피넬 구조 :
수많은 실험 및 이론적 연구는 γ- 알루미나 구조에서 간질 수소 원자의 존재를지지한다. 수소 원자는 이동성이며 금속 산화물 격자 위치 사이를 이동할 수 있습니다. 수소가 구조에서 벗어난 후, Al 양이온은 자리를 차지할 수있어 점점 더 정렬되고 열역학적으로 안정적인 구조를 만들 수 있습니다.
결론
Al2O3의 수소화 된 스피넬 구조에 대한 일부 비판은 엄격하게 의미 인 것으로 보인다. 결함이 수소 트랩으로 작용할 수 있기 때문에 상이한 금속 산화물이 상이한 수소 수준에서 존재하는 것으로 알려져있다. 몇 년 전 구조에 수소가 함유 된 것으로 생각되었을 때 물질을“알루미나”라고 불렀기 때문에 이것은 일반적으로 근시안적인 주장입니다.
알루미나는 입방 단계, 육각 단계, 마름모꼴 단계, 모노 클리닉 상 및 8 상, 퍼즐 단계와 같은 여러 가지 안정적인 단계에서 발견됩니다. 그것은 결정 성이며 거의 16 진 구조와 팔각형의 중심을 형성 할 수 있습니다. 그것은 마름모 없거나 사각형 일 수 있습니다. 각 단계에는 독특한 결정 구조와 특성이 있으며 퍼즐 단계라고도합니다.
