alumiinioksidi

Alumiinioksidi (Al2O3) on epäorgaaninen yhdiste, joka esiintyy luonnossa korundina. Korundia muodostavista jalokivistä ruby (punainen korundi) ja safiiri (monivärinen korundi) tunnetaan sekä kivikaupassa että geologiassa. Teollisesti puhutaan pääasiassa puhtaasta alumiinioksidista sekä sen kideperheistä, joilla on erilaisia ominaisuuksia ja käyttötapoja.

Fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Alumiinioksidi on erittäin kovaa ja kemiallisesti stabiilia. Sen Mohs-kovuus on noin 9, mikä tekee siitä yhden kovimmista luonnonkivilisistä materiaaleista. Sen sulamispiste on noin 2072 °C ja tiheys noin 3,95 g/cm3. Se on erinomainen eriste ja sähköjohtamattomuudeltaan hyödyllinen rakennusmateriaali. Alumiinioksidi esiintyy useina polymorfina; α-alumiinioksidi (korundin päämuoto) on vakain ja tiheä rakennelmassa, kun taas γ-alumiinioksidi sisältää suuremman pinta-alan ja sitä käytetään usein katalyyttien tukimateriaalina sekä adsorbointiin.

Tuotanto ja valmistus. Luonnontuotteena alumiinioksidia saadaan korundista. Teollisesti alumina (Al2O3) valmistetaan bauxiitin käsittelyn Bayerin prosessissa, jonka jälkeen alumiinijärjestelmien elektrolyysissä (Hall-Héroultin prosessi) valmistetaan metallia. Aluminaa käytetään siis sekä raaka-aineena alumiinin tuotannossa että suoraan erilaisissa teknisissä sovelluksissa.

Käyttökohteet. Alumiinioksidia käytetään laajasti keraamisissa materiaaleissa, korkeakovuus- ja kulutussovelluksissa sekä hionnassa ja kiillotuksessa abrasiivina (esim. korundijauhe). Sitä hyödynnetään katalyyttien tukena γ- ja π-tyyppisissä muodoissaan sekä erilaisten korkeankovien, kierrätyskestäviin osiin sovitettujen keraamien valmistuksessa. Myös gemologiset ja optiset sovellukset hyödyntävät korundin jalokivimuotoja sekä läpinäkyviä safiiri- ja rubiinalaseja. Alumiinioksidi on yleisesti turvallinen ja inertti materiaali, jolla on tärkeä rooli sekä teollisuudessa että tieteessä.