氧化铝

化合物

氧化鋁Aluminium oxide)是白色固体,是化合物分子式Al2O3。在礦業製陶業材料科學上又稱為礬土。常见纯度为99.5%和96%。

氧化鋁
识别
CAS号 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
性质
化学式 Al2O3
摩尔质量 101.96 g·mol⁻¹
外观 白色固体
密度 3.97 g/cm3
熔点 2054 °C
沸点 2980 °C [1]
溶解性 难溶
结构
晶体结构 三方
配位几何 八面体
热力学
ΔfHm298K −1675.7 kJ mol−1
S298K 50.92 J mol−1 K−1
危险性
闪点 不可燃
相关物质
其他阴离子 硫化鋁
硒化鋁
碲化鋁
其他阳离子 氧化硼
氧化鎵
氧化銦
氧化鉈
相关化学品 一氧化二鋁
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

1961年,通用电气(GE)生产出了「Lucalox」,一种用于钠灯中的透明矾土

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. 氧化铝有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3
  4. 自然界中的刚玉是α形属于六方最密堆积,熔点、硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,绝缘性好。

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. 加热用氢氧化钠溶解矿石。氧化铁不溶,二氧化硅溶解为硅酸根(Si(OH)62−),氧化铝溶解为铝酸根( )。
 
  1. 过滤,加酸处理,氢氧化铝沉淀出来,再过滤。
  2. 強熱氫氧化鋁,可得無定形之白色氧化鋁粉末。
 

再由霍尔-埃罗法轉變為鋁金屬。

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. 氧化铝是金属在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应,生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理(阳极防腐)的处理过程得到加强。
  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刹車裝置(向路軌噴灑氧化鋁粉末以增加鐵軌摩擦力
  8. 多孔高表面积比的氧化铝称为活性氧化铝,常用作催化剂、吸附剂、脱水剂和催化剂载体。典型的用途是作为克劳斯化学反应的催化剂。
  9. 耐火砖的主要成分

参考资料

  1. ^ Mallinckrodt Baker, MSDS. Aluminum Oxide: Material Safety Data Sheet (A28440). [2008-03-06]. (原始内容存档于2011-08-21). 

外部連結