Оксид алюминия

Окружающие нас предметы из алюминия и его сплавов не имеют характерного для всех металлов блеска. Причина в том, что алюминий на воздухе быстро покрывается матовой плёнкой оксида (Al2O3). 

Оксид алюминия или алюминий оксид – одно из самых распространённых на Земле веществ. Достаточно сказать, что он входит в состав глин, и когда научились получать алюминий, этот металл часто называли «глинием». Al2O3 – основной компонент минералов глинозёма, нефелина, алунита, а также вулканической лавы, белой глины – каолина и горной породы боксита. Из них его и добывают. Оксид алюминия бывает и кристаллическим. Его чистые кристаллы прозрачны (минерал корунд), а примеси придают окраску (рубин, сапфир и другие).

Преимущества оксида алюминия

В обычных условиях оксид алюминия – это белый порошок или мелкие бесцветные кристаллы. Их свойства подробно изучены физиками и химиками. Назовём те характеристики, которые особенно важны для практики. Итак, оксид алюминия:

• не растворим в воде и химически не      взаимодействует с ней;

• прочен и твёрд (по твёрдости уступает лишь      алмазу);

• имеет высокие электроизоляционные свойства;

• огнеупорен и сохраняет рабочие свойства при      нагревании до 1000-1500°;

• обладает низкой плотностью, микропористостью;

• исключительно устойчив к коррозии и истиранию;

• экономичнее многих других материалов с      аналогичными свойствами.

Применение оксида алюминия

Ценные свойства оксида алюминия обеспечили устойчивый спрос на него в самых разных отраслях промышленности.

Из природного сырья, содержащего оксид алюминия, добывают металлический алюминий. 
Крупные окрашенные кристаллы оксида (природные и синтетические) украшают ювелирные изделия. Кристалл рубина или сапфира – «сердце» многих лазерных устройств. На мелких искусственных рубинах («камнях») крепятся движущиеся части в механических часах. Твёрдость делает мелкие кристаллы отличным абразивом. Из них изготавливают корундовые круги для шлифовки и заточки, а мелкие кристаллы, наклеенные на основу, образуют всем известную наждачную бумагу. Корундовыми дисками режут металл, камень, керамику.

Кстати, оксиды алюминия служат сырьём для производства высококачественной керамики – твёрдой, устойчивой к истиранию, огнеупорной, электроизоляционной. Из неё производят сотни видов продукции – от бронеплит на боевых машинах до искусственной лыжни и зубных протезов.

Мировая потребность в гидроксиде алюминия – 400 тыс. тонн в год. Заметную долю в ней составляет особый продукт – активированный, или, как его ещё называют, активный оксид алюминия (АОА). О нём нужно сказать отдельно.

Применение активного оксида алюминия

Одно из ценных свойств оксида алюминия – высокая способность поглощать пары воды и оставаться при этом стойким к капельной влаге. Между тем, производство многих материалов требует их очистки от влаги. Чтобы она извлекалась быстро и полно, поглотитель должен иметь максимальную поверхность соприкосновения с нею. Это как раз и обеспечивает активный оксид алюминия.

Он имеет вид мелких гранул - цилиндрических (АОА-«черенок») или округлых (АОА-«шарик»). Поверхность поглощения велика из-за того, что, во-первых, они пронизаны порами и, во-вторых, после засыпки между гранулами остаются многочисленные промежутки.

Дополнительные выгоды этого поглотителя – его термостабильность и возможность регенерации. Когда поры уже насыщены водой, гранулы прокаливают при 150-250°, и они вновь готовы для эффективного влагопоглощения. К тому же, они механически прочны и не разрушаются под тяжестью массы, лежащей выше.

Оксид алюминия активный используют для глубокой осушки газов, в том числе и природного газа, сжатого воздуха, который подаётся в компрессоры, и в других случаях, когда важно поддерживать высокую сухость, например, при консервации аппаратуры.

Оксид алюминия активный способен эффективно поглощать не только влагу, но другие вещества, например кислоты. Поэтому его применяют, для очистки трансформаторных масел, которые при окислении образуют кислоты, и это ухудшает их диэлектрические качества.

Ещё одна область использования оксида алюминия активного – в качестве носителя (матрицы) катализаторов: платины, родия, палладия и других. Нанесение их на гранулы тончайшим слоем позволяет сэкономить дорогостоящие металлы. Активно участвуя в очистке нефтепродуктов, оксид алюминия активный повышают их октановое число, снижает содержание вредных примесей и т. п. В автомобильных нейтрализаторах выхлопов огнеупорные керамические сетки, покрытые катализатором, тоже часто делают из оксида алюминия. Активный оксид алюминия нередко служит и фильтрующим материалом, который извлекает, например, опасный загрязнитель фтор из сточных вод.