氧化鋁

化合物

氧化鋁Aluminium oxide)是白色固體,是化合物分子式Al2O3。在礦業製陶業材料科學上又稱為礬土。常見純度為99.5%和96%。

氧化鋁
識別
CAS號 1344-28-1  checkY
PubChem 9989226
ChemSpider 8164808
SMILES
 
  • [Al+3].[Al+3].[O-2].[O-2].[O-2]
InChI
 
  • 1/2Al.3O/q2*+3;3*-2
InChIKey PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYAC
RTECS BD120000
性質
化學式 Al2O3
摩爾質量 101.96 g·mol⁻¹
外觀 白色固體
密度 3.97 g/cm3
熔點 2054 °C
沸點 2980 °C [1]
溶解性 難溶
結構
晶體結構 三方
配位幾何 八面體
熱力學
ΔfHm298K −1675.7 kJ mol−1
S298K 50.92 J mol−1 K−1
危險性
閃點 不可燃
相關物質
其他陰離子 硫化鋁
硒化鋁
碲化鋁
其他陽離子 氧化硼
氧化鎵
氧化銦
氧化鉈
相關化學品 一氧化二鋁
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

1961年,通用電氣(GE)生產出了「Lucalox」,一種用於鈉燈中的透明礬土

特性

  1. 氧化鋁是一種白色固體,在礦業、製陶業和材料科學上又被稱為礬土。
  2. 氧化鋁在地球上的蘊藏量只僅次於氧化矽,是一種屬於陶瓷原料之一,在氧化物中鋁與氧有強力的鍵結,使得氧化鋁在氧化物當中有最高硬度,其化學穩定性高且對大部份酸性、鹼性、鹽類及熔融溶液有優秀的耐腐蝕性。
  3. 氧化鋁有許多同質異晶體,目前已知的有10多種,主要有3種晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中結構不同性質也不同,在1300℃以上的高溫時幾乎完全轉化為α-Al2O3
  4. 自然界中的剛玉是α形屬於六方最密堆積,熔點、硬度高,不溶於酸鹼耐腐蝕,絕緣性好。

製備

在鋁的主成份鐵鋁氧石中,氧化鋁的含量最高。工業上,鐵鋁氧石經由拜耳法純化為氧化鋁:

  1. 加熱用氫氧化鈉溶解礦石。氧化鐵不溶,二氧化矽溶解為矽酸根(Si(OH)62−),氧化鋁溶解為鋁酸根( )。
 
  1. 過濾,加酸處理,氫氧化鋁沉澱出來,再過濾。
  2. 強熱氫氧化鋁,可得無定形之白色氧化鋁粉末。
 

再由霍爾-埃羅法轉變為鋁金屬。

用途

  1. 紅寶石藍寶石的主成份皆為氧化鋁,因為其他雜質而呈現不同的色澤。紅寶石含有氧化鉻而呈紅色,藍寶石則含有氧化鐵二氧化鈦而呈藍色。
  2. 氧化鋁是金屬在空氣中不易被腐蝕的原因。純淨的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應,生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露於空氣中鋁表面。這層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續氧化。這層氧化物薄膜的厚度和性質都能通過一種稱為陽極處理(陽極防腐)的處理過程得到加強。
  3. 鋁為電和熱的良導體,而氧化鋁則是電與熱的絕緣體。氧化鋁的晶體形態剛玉因為硬度高,適合用作研磨材料及切割工具
  4. 氧化鋁的晶體也可作為磊晶用的基材。
  5. 氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。
  6. 2004年8月,在美國3M公司任職的科學家開發出以鋁及稀土元素化合成的合金製造出稱為transparent alumina的強化玻璃
  7. 可以用於高速鐵路列車的緊急剎車裝置(向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力
  8. 多孔高表面積比的氧化鋁稱為活性氧化鋁,常用作催化劑、吸附劑、脫水劑和催化劑載體。典型的用途是作為克勞斯化學反應的催化劑。
  9. 耐火磚的主要成分

參考資料

  1. ^ Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. (原始內容存檔於2011-08-21). 

外部連結