Русская Википедия:Оксид алюминия

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:← Шаблон:Вещество Окси́д алюми́ния Al2O3 — белое тугоплавкое вещество, бинарное соединение алюминия и кислорода. В природе распространён в виде глинозёма, составляющая часть глин[1], нестехиометрической смеси оксидов алюминия, калия, натрия, магния и т. д. В модификации корунда имеет атомную кристаллическую решётку.

Свойства

Бесцветные нерастворимые в воде кристаллы. Амфотерный оксид. Практически не растворим в кислотах. Растворяется в горячих растворах и расплавах щелочей. Является диэлектриком[2][3][4], но некоторые[5][6] исследователи считают его полупроводником n-типа. Диэлектрическая проницаемость 9,5—10. Электрическая прочность 10 кВ/мм.

Химическая активность зависит от условий получения.

Плотность

Модификация Плотность, г/см3
[[Корунд|Шаблон:Math-Al2O3]] 3,99[2]
Шаблон:Math-Al2O3 3,61[3]
Шаблон:Math-Al2O3 3,68[4]
Шаблон:Math-Al2O3 3,77[5]

Основные модификации оксида алюминия

Файл:Oxid hlinitý.JPG
Глинозём
Файл:Corundum-57307.jpg
Кристалл корунда

В природе можно встретить только тригональную Шаблон:Math-модификацию оксида алюминия в виде минерала корунда и его редких драгоценных разновидностей (рубин, сапфир и т. д.). Она является единственной термодинамически стабильной формой Al2O3. При термообработке гидроксидов алюминия около 400 °С получают кубическую Шаблон:Math-форму. При 1100—1200 °С с Шаблон:Math-модификацией происходит необратимое превращение в Шаблон:Math-Al2O3, однако скорость этого процесса невелика, и для завершения фазового перехода необходимо либо наличие минерализаторов, либо повышение температуры обработки до 1400—1450 °С[7].

Известны также следующие кристаллические модификации оксида алюминия: кубическая Шаблон:Math-фаза, моноклинная Шаблон:Math-фаза, гексагональная Шаблон:Math-фаза, орторомбическая Шаблон:Math-фаза. Спорным остаётся существование Шаблон:Math-фазы, которая может быть тетрагональной или орторомбической[7][8].

Вещество, иногда описываемое как Шаблон:Math-Al2O3, на самом деле представляет собой 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 щелочных металлов. При 1600—1700 °С Шаблон:Math-модификация разлагается на Шаблон:Math-Al2O3 и оксид соответствующего металла, который выделяется в виде пара.

Получение

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

<math>\mathsf{3Cu_2O\ +\ 2Al\ \xrightarrow{1000\ ^\circ C}\ 6Cu\ +\ Al_2O_3}</math>
<chem>2Al(OH)3 ->[{t}] Al2O3 + 3H2O </chem>

Плёнки оксида алюминия на поверхности алюминия получают электрохимическими или химическими методами. Так, например, получают диэлектрический слой в алюминиевых электролитических конденсаторах. В микроэлектронике также применяется эпитаксия оксида алюминия, которая многими учёными считается перспективной, например, в изоляции затворов полевых транзисторов[3][4].

Применение

Оксид алюминия (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 Шаблон:Math-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 Шаблон:Math-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.

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

Оксид алюминия используется для получения алюминия в промышленности.

Оксидная плёнка

Алюминий, являясь химически активным металлом, моментально образует при соприкосновении с кислородом воздуха на поверхности изделий из него тончайшую защитную оксидную плёнку Al2O3.

Защита от окисления и коррозии

Шаблон:Написать

В электротехнике

Шаблон:Написать

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

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

Ссылки

Шаблон:ВС Шаблон:Оксиды Шаблон:Соединения алюминия

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:БСЭ3
  2. ↑ Шаблон:Cite web
  3. ↑ 3,0 3,1 Шаблон:Cite doi
  4. ↑ 4,0 4,1 Шаблон:Cite web
  5. ↑ Шаблон:Cite web
  6. ↑ Шаблон:Cite web
  7. ↑ 7,0 7,1 Шаблон:Книга
  8. ↑ Шаблон:Статья
  9. ↑ Шаблон:БМЭ3
  10. ↑ Шаблон:ВТ-БСЭ1
  11. ↑ Гринберг Л. М., Валамина И. Е., Мещерякова Е. Ю., Зубарев И. В., Шур В. Я., Рослая Н. А. Способ морфологической диагностики алюминоза (бокситового пневмокониоза) лёгкого с помощью поляризационной микроскопии Шаблон:Wayback // Патент RU 2660589 C1 от 27.07.2017 г. ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России.
  12. ↑ Архангельский В. И., Мельниченко П. И. Лёгочный алюминоз, Астмоидный алюминоз / Гигиена. Compendium // М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. — 392 с., ил. ISBN 978-5-9704-2042-3. С. 341.
  13. ↑ «Архив патологий» // Журнал, том 48, выпуск 1, Всесоюзное научное общество патологоанатомов // М.: Медицина, 1986 г.
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Оксид_алюминия&oldid=10509324