ชื่อ | |
---|---|
ชื่อ IUPAC อะลูมิเนียมออกไซด์ | |
ชื่อ IUPAC แบบเป็นระบบ อะลูมิเนียม(III) ออกไซด์ | |
ชื่ออื่น ๆ ไดอัลอะลูมิเนียมไตรออกไซด์ | |
ตัวระบุ | |
โมเดล 3 มิติ ( JSmol ) |
|
แชมบีแอล |
|
เคมสไปเดอร์ | |
ธนาคารยา |
|
บัตรข้อมูล ECHA | 100.014.265 |
หมายเลข EC |
|
รหัส CID ของ PubChem |
|
หมายเลข RTECS |
|
ยูนิไอ | |
แผงควบคุม CompTox ( EPA ) |
|
| |
| |
คุณสมบัติ | |
อัล2 โอ3 | |
มวลโมลาร์ | 101.960 กรัม·โมล−1 |
รูปร่าง | สีขาวทึบ |
กลิ่น | ไม่มีกลิ่น |
ความหนาแน่น | 3.987 ก./ซม. 3 |
จุดหลอมเหลว | 2,072 องศาเซลเซียส (3,762 องศาฟาเรนไฮต์; 2,345 เคลวิน) [3] |
จุดเดือด | 2,977 องศาเซลเซียส (5,391 องศาฟาเรนไฮต์; 3,250 เคลวิน) [4] |
ไม่ละลายน้ำ | |
ความสามารถในการละลาย | ไม่ละลายในตัวทำละลายทุกชนิด |
บันทึกP | 0.31860 [1] |
−37.0×10 −6ซม. 3 /โมล | |
การนำความร้อน | 30 วัตต์·เมตร−1 ·เค−1 [2] |
ดัชนีหักเหแสง ( n D ) | n ω = 1.768–1.772 n ε = 1.760–1.763 การหักเหของแสง 0.008 |
โครงสร้าง | |
สามเหลี่ยม , hR30 | |
ร3ค (เลขที่ 167) | |
ก = 478.5 น., ค = 1299.1 น. | |
แปดเหลี่ยม | |
เทอร์โมเคมี | |
เอนโทรปีโมลาร์ มาตรฐาน ( S ⦵ 298 ) | 50.92 เจ·โมล−1 ·K −1 [5] |
ค่ามาตรฐานเอนทัลปีของ การก่อตัว (Δ f H ⦵ 298 ) | −1675.7 กิโลจูล/โมล[5] |
เภสัชวิทยา | |
D10AX04 ( องค์การอนามัยโลก ) | |
อันตราย | |
การติดฉลากGHS : | |
NFPA 704 (ไฟร์ไดมอนด์) | |
จุดวาบไฟ | ไม่ติดไฟ |
NIOSH (ขีดจำกัดการสัมผัสทางสุขภาพของสหรัฐอเมริกา): | |
PEL (อนุญาต) | OSHA 15 มก./ม. 3 (ฝุ่นทั้งหมด) OSHA 5 มก./ม. 3 (เศษส่วนที่หายใจได้) ACGIH/TLV 10 มก./ม. 3 |
REL (แนะนำ) | ไม่มีเลย[6] |
IDLH (อันตรายทันที) | น.ด. [6] |
สารประกอบที่เกี่ยวข้อง | |
แอนไอออนอื่น ๆ | อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ อะลูมิเนียมซัลไฟด์ อะลูมิเนียมเซเลไนด์ |
ไอออนบวกอื่น ๆ | โบรอนไตรออกไซด์ แกลเลียม(III)ออกไซด์ อินเดียมออกไซด์ แทลเลียม(III)ออกไซด์ |
หน้าข้อมูลเพิ่มเติม | |
อะลูมิเนียมออกไซด์ (ข้อมูลหน้า) | |
ยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่น ข้อมูลจะแสดงไว้สำหรับวัสดุในสถานะมาตรฐาน (ที่ 25 °C [77 °F], 100 kPa) |
อะลูมิเนียมออกไซด์ (หรืออะลูมิเนียม(III) ออกไซด์ ) เป็นสารประกอบทางเคมีของอะลูมิเนียมและออกซิเจนโดยมีสูตรเคมี Al 2 O 3 เป็นอะลูมิเนียมออกไซด์ ที่พบได้บ่อยที่สุดในบรรดาอะลูมิเนียมออกไซด์ หลายชนิด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเรียกว่าอะลูมิเนียมออกไซด์โดยทั่วไปเรียก ว่า อะลูมินาและอาจเรียกว่าอะลอกไซด์อะลอกไซต์หรืออัลลันดัมในรูปแบบและการใช้งานต่างๆ เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเฟส โพ ลีมอร์ ฟิกผลึก α-Al 2 O 3ใน รูปของ แร่คอรันดัมซึ่งแร่เหล่านี้สามารถนำมาทำเป็นอัญมณี ล้ำค่า อย่างทับทิมและแซฟไฟร์ได้ Al 2 O 3ถูกใช้ในการผลิตโลหะอะลูมิเนียม เป็นสารกัดกร่อนเนื่องจากมีความแข็งและเป็น วัสดุ ทนไฟเนื่องจากมีจุดหลอมเหลวสูง[7]
คอรันดัม เป็นรูปแบบ ผลึกของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติ[8] ทับทิมและแซฟไฟร์เป็นคอรันดัมคุณภาพระดับอัญมณี ซึ่งมีสีเฉพาะตัวเนื่องจากมีสิ่งเจือปนอยู่บ้าง ทับทิมมีสีแดงเข้มอันเป็นเอกลักษณ์และมี คุณสมบัติ พิเศษเนื่องจากมีโครเมียม เจือปนอยู่ บ้าง แซฟไฟร์มีสีต่างๆ กันเนื่องจากสิ่งเจือปนอื่นๆ เช่น เหล็กและไททาเนียม รูปแบบ δ ที่หายากมากพบได้ในแร่เดลตาลูไมต์[9] [10]
สาขาของเซรามิกอะลูมิเนียมออกไซด์มีประวัติศาสตร์อันยาวนาน เกลืออะลูมิเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการเล่นแร่แปรธาตุ ในสมัยโบราณและยุคกลาง หนังสือเรียนเก่าหลายเล่มครอบคลุมประวัติศาสตร์ของสาขานี้[11] [12]หนังสือเรียนปี 2019 โดย Andrew Ruys มีไทม์ไลน์โดยละเอียดเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของอะลูมิเนียมออกไซด์ตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงศตวรรษที่ 21 [13]
Al 2 O 3เป็นฉนวนไฟฟ้า แต่มี ค่าการนำความร้อนค่อนข้างสูง( 30 Wm −1 K −1 ) [2]สำหรับวัสดุเซรามิก อะลูมิเนียมออกไซด์ไม่ละลายน้ำ ในรูปแบบผลึกที่พบได้ทั่วไปที่สุด เรียกว่าคอรันดัมหรือ α-อะลูมิเนียมออกไซด์ ความแข็งทำให้เหมาะสำหรับใช้เป็นสารกัดกร่อนและเป็นส่วนประกอบในเครื่องมือตัด[7]
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นโลหะที่ทนทานต่อ สภาพอากาศของอะลูมิเนียม โลหะอะลูมิเนียมมีปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศได้ดีมาก และชั้นอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาเฉื่อยบางๆ (ความหนา 4 นาโนเมตร) จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวอะลูมิเนียมที่สัมผัสกับอากาศภายในเวลาเพียงร้อยพิโคเซคันด์[ ต้องการแหล่งข้อมูลที่ดีกว่า ] [14]ชั้นนี้จะปกป้องโลหะจากการออกซิเดชันเพิ่มเติม ความหนาและคุณสมบัติของชั้นออกไซด์นี้สามารถปรับปรุงได้โดยใช้กระบวนการที่เรียกว่าการชุบอโนไดซ์โลหะผสมหลายชนิดเช่นทองแดงอะลูมิเนียมใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้โดยรวมอะลูมิเนียมในสัดส่วนหนึ่งเข้าไปในโลหะผสมเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน อะลูมิเนียมออกไซด์ที่เกิดจากการชุบอโนไดซ์โดยทั่วไปจะเป็นแบบไม่มีรูปร่างแต่กระบวนการออกซิเดชันที่ช่วยปลดปล่อย เช่นการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าพลาสมาส่งผลให้มีอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เป็นผลึกจำนวนมากในชั้นเคลือบ ทำให้มีความแข็ง มาก ขึ้น
อะลูมิเนียมออกไซด์ถูกถอดออกจากรายการสารเคมีของสำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา ในปี 1988 อะลูมิเนียมออกไซด์จะอยู่ในรายการ Toxics Release Inventory ของ EPA หากอยู่ในรูปแบบเส้นใย[15]
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็น สาร แอมโฟเทอริกหมายความว่ามันสามารถทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและเบสเช่นกรดไฮโดรฟลูออริกและโซเดียมไฮดรอกไซด์โดยทำหน้าที่เป็นกรดกับเบสและเบสกับกรด ทำให้อีกเบสเป็นกลางและผลิตเกลือออกมา
รูปแบบที่พบมากที่สุดของอะลูมิเนียมออกไซด์ผลึกเรียกว่าคอรันดัมซึ่งเป็นรูปแบบที่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์[16]ไอออนออกซิเจนสร้าง โครงสร้าง ที่อัดแน่นเกือบเป็นรูปหกเหลี่ยมโดยไอออนอะลูมิเนียมจะเติมช่องว่างแปดหน้าสองในสาม ศูนย์กลางของ Al 3+ แต่ละแห่งเป็นแปดหน้าในแง่ของผลึกศาสตร์คอรันดัมมีโครงตาข่ายบราแวส์สามเหลี่ยม ที่มีกลุ่มปริภูมิR 3 c (หมายเลข 167 ในตารางระหว่างประเทศ) เซลล์ดั้งเดิมประกอบด้วยหน่วยสูตรของอะลูมิเนียมออกไซด์สองหน่วย
อะลูมิเนียมออกไซด์ยังมีอยู่ในเฟสกึ่งเสถียรอื่นๆ เช่น เฟสคิวบิก γ และ η เฟสโมโนคลินิก θ เฟสหกเหลี่ยม χ เฟสออร์โธรอมบิก κ และเฟส δ ซึ่งอาจเป็นแบบเตตระโกนัลหรือออร์โธรอมบิกก็ได้[16] [17]แต่ละอย่างมีโครงสร้างผลึกและคุณสมบัติเฉพาะตัว คิวบิก γ-Al 2 O 3มีการใช้งานทางเทคนิคที่สำคัญ β-Al 2 O 3ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็น NaAl 11 O 17 [18 ]
อะลูมิเนียมออกไซด์ที่หลอมเหลวใกล้จุดหลอมเหลวจะมีรูปร่างเป็นทรงสี่หน้า ประมาณ 2/3 (กล่าวคือ 2/3 ของ Al ถูกล้อมรอบด้วยออกซิเจน 4 ตัวที่อยู่ใกล้เคียง) และ 1/3 ที่มีการประสานงานกันแบบ 5 โดยมีAl-O รูป แปดหน้า เพียงเล็กน้อย (<5%) [19]อะตอมออกซิเจนประมาณ 80% มีร่วมกันระหว่างโพลีฮีดรอน Al-O สามตัวหรือมากกว่า และการเชื่อมต่อระหว่างโพลีฮีดรอนส่วนใหญ่จะใช้มุมร่วมกัน โดย 10–20% ที่เหลือจะใช้ขอบร่วมกัน[19] การสลายตัวของรูปแปดหน้าเมื่อหลอมเหลวจะมาพร้อมกับปริมาตรที่เพิ่มขึ้นค่อนข้างมาก (~33% ) โดยความหนาแน่นของของเหลวใกล้จุดหลอมเหลวคือ 2.93 g/cm 3 [20]โครงสร้างของอะลูมินาหลอมเหลวขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และอัตราส่วนของอะลูมิเนียม 5 และ 6 เท่าจะเพิ่มขึ้นระหว่างการทำความเย็น (และการทำให้เย็นยิ่งยวด) โดยแลกมาด้วยหน่วย Al2O3 ที่เป็นทรงสี่หน้า ซึ่งใกล้เคียงกับโครงสร้างในท้องถิ่นที่พบในอะลูมินาแบบอสัณฐาน[21]
แร่ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นองค์ประกอบหลักของบ็อกไซต์ ซึ่งเป็น แร่หลักของอะลูมิเนียมส่วนผสมของแร่ประกอบด้วยแร่บ็อกไซต์ รวมถึงกิบบ์ไซต์ (Al(OH) 3 ) โบเอไมต์ (γ-AlO(OH)) และไดอะสปอร์ (α-AlO(OH)) พร้อมด้วยสิ่งเจือปนของออกไซด์ของเหล็กและไฮดรอกไซด์ ควอตซ์ และแร่ดินเหนียว [ 22]บ็อกไซต์พบได้ในลาเตอไรต์โดยทั่วไปบ็อกไซต์จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยใช้กระบวนการของไบเออร์ :
ยกเว้น SiO2 ส่วนประกอบอื่นๆ ของบ็อกไซต์จะไม่ละลายในเบส เมื่อกรองส่วนผสมเบสแล้ว Fe 2 O 3จะถูกกำจัดออก เมื่อของเหลวของไบเออร์เย็นลง Al(OH) 3จะตกตะกอน ทำให้ซิลิเกตอยู่ในสารละลาย
จากนั้นจึงเผาGibbsiteที่เป็นของแข็ง Al(OH) 3 (ให้ความร้อนสูงกว่า 1,100 °C) เพื่อให้ได้อะลูมิเนียมออกไซด์: [7]
ผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมออกไซด์มีแนวโน้มที่จะมีหลายเฟส กล่าวคือ ประกอบด้วยอะลูมิเนียมออกไซด์หลายเฟส แทนที่จะเป็นคอรันดัม เพียงอย่าง เดียว[17]ดังนั้น กระบวนการผลิตจึงสามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ตามความต้องการได้ ประเภทของเฟสที่ปรากฏส่งผลต่อความสามารถในการละลายและโครงสร้างรูพรุนของผลิตภัณฑ์อะลูมิเนียมออกไซด์ ซึ่งจะส่งผลต่อต้นทุนการผลิตอะลูมิเนียมและการควบคุมมลพิษ[17]
กระบวนการเผาผนึกเป็นวิธีการอุณหภูมิสูงที่ใช้เป็นหลักเมื่อกระบวนการ Bayer ไม่เหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแร่ ที่มีปริมาณ ซิลิกาสูงหรือเมื่อจำเป็นต้องมีการควบคุมสัณฐานของผลิตภัณฑ์มากขึ้น[23]ขั้นแรกบ็อกไซต์จะถูกผสมกับสารเติมแต่ง เช่นหินปูนและโซดาแอช จากนั้นจึงให้ความร้อนกับส่วนผสมที่อุณหภูมิสูง (1,200 °C ถึง 1,500 °C) เพื่อสร้างโซเดียมอะลูมิเนตและแคลเซียมซิลิเกต [ 24]หลังจากการเผาผนึก วัสดุจะถูกชะล้างด้วยน้ำเพื่อละลายโซเดียมอะลูมิเนตโดยทิ้งสิ่งเจือปนไว้ จากนั้นโซเดียมอะลูมิเนตจะตกตะกอนจากสารละลายและเผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 °C เพื่อผลิตอะลูมินา[25]วิธีนี้มีประโยชน์สำหรับการผลิตรูปร่างที่ซับซ้อน และสามารถใช้เพื่อสร้างวัสดุที่มีรูพรุนหรือหนาแน่นได้[26]
อะลูมิเนียมออกไซด์ซึ่งรู้จักกันในนามอัลฟาอะลูมินาในศาสตร์วัสดุและในชื่ออัลลันดัม (ในรูปแบบหลอมรวม) หรืออะลอกไซต์[27]ใน ชุมชน เหมืองแร่และเซรามิก มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย การผลิตอะลูมิเนียมออกไซด์ประจำปีทั่วโลกในปี 2015 อยู่ที่ประมาณ 115 ล้าน ตันซึ่งมากกว่า 90% ใช้ในการผลิตโลหะอะลูมิเนียม[7]การใช้งานหลักของอะลูมิเนียมออกไซด์เฉพาะทางคือในวัสดุทนไฟ เซรามิก การขัดเงา และการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อน อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ปริมาณมากซึ่งได้มาจากอะลูมินา ถูกใช้ในการผลิตซีโอไลต์การเคลือบ เม็ด สีไททาเนียและสารหน่วงไฟ/สารระงับควัน
อะลูมิเนียมออกไซด์มากกว่า 90% ซึ่งเรียกว่าอะลูมินาเกรดสำหรับโรงหลอม (SGA) ถูกใช้ในการผลิตอะลูมิเนียม โดยปกติจะใช้กระบวนการ Hall–Héroultส่วนที่เหลือเรียกว่าอะลูมินาพิเศษซึ่งใช้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลายซึ่งใช้ประโยชน์จากความเฉื่อย ความทนทานต่ออุณหภูมิ และความต้านทานไฟฟ้า[28]
เนื่องจากอะลูมิเนียมออกไซด์มีสีขาวและเฉื่อยทางเคมีค่อนข้างมาก จึงเป็นสารตัวเติมที่นิยมใช้ทำพลาสติก อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นส่วนผสมทั่วไปในครีมกันแดด[29]และมักพบในเครื่องสำอาง เช่น บลัชออน ลิปสติก และน้ำยาทาเล็บ[30]
สูตรแก้ว จำนวนมาก มีอะลูมิเนียมออกไซด์เป็นส่วนผสม[31]กระจกอะลูมิโนซิลิเกตเป็นประเภทของกระจกที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมักประกอบด้วยอะลูมินา 5% ถึง 10%
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ที่มีประโยชน์ในอุตสาหกรรม ในการใช้งานในระดับที่ใหญ่ที่สุด อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในกระบวนการคลอสสำหรับการแปลงก๊าซเสียไฮโดรเจนซัลไฟด์ให้เป็นกำมะถันธาตุในโรงกลั่น อะลูมิเนียมออกไซด์ยังมีประโยชน์ในการทำให้ แอลกอฮอล์แห้งเป็นแอลคีน อีกด้วย
อะลูมิเนียมออกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาในอุตสาหกรรมหลายชนิด เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในการไฮโดรดีซัลเฟอร์ไรเซชันและการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ของ Ziegler–Natta บางชนิด
อะลูมิเนียมออกไซด์ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อกำจัดน้ำออกจากกระแสก๊าซ[32]
อะลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้เพื่อความแข็งและความแข็งแรง รูปแบบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของมันคือคอรันดัม ซึ่งมี ระดับความแข็งของแร่อยู่ที่ 9 ตาม มาตราโมห์ส (ต่ำกว่าเพชรเล็กน้อย) อะลูมิเนียมออกไซด์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารกัดกร่อน รวมถึงเป็นสารทดแทน เพชรในอุตสาหกรรมที่มีราคาถูกกว่ามากกระดาษทรายหลายประเภทใช้ผลึกอะลูมิเนียมออกไซด์ นอกจากนี้ การกักเก็บความร้อนต่ำและความร้อนจำเพาะ ต่ำ ทำให้อะลูมิเนียมออกไซด์ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการเจียร โดยเฉพาะ เครื่องมือ ตัด ใน ฐานะที่เป็นแร่อะโล ไซต์ซึ่งเป็นสารกัดกร่อนที่เป็นผง อะลูมิเนียม ออกไซด์ เป็นองค์ประกอบหลักร่วมกับซิลิกาของ"ชอล์ก" หัวคิว ที่ใช้ใน บิลเลียดผงอะลูมิเนียมออกไซด์ใช้ในชุดขัดซีดี / ดีวีดี และชุดซ่อมรอยขีดข่วนบางประเภท คุณสมบัติในการขัดเงาของอะลูมิเนียมออกไซด์ยังเป็นเหตุผลเบื้องหลังการใช้งานในยาสีฟันอีกด้วย อะลูมิเนียมออกไซด์ยังใช้ในไมโครเดอร์มาเบรชั่นทั้งในกระบวนการเครื่องจักรที่มีจำหน่ายโดยแพทย์ผิวหนังและช่างเสริมสวย และเป็นสารกัดกร่อนผิวหนังแบบใช้มือที่ใช้ตามคำแนะนำของผู้ผลิต
เกล็ดอะลูมิเนียมออกไซด์ใช้ในสีเพื่อการตกแต่งแบบสะท้อนแสง เช่น ในอุตสาหกรรมยานยนต์หรือเครื่องสำอาง[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวแทนของเซรามิกชีวภาพ[33]เนื่องจากเซรามิกอะลูมินามีความเข้ากันได้ทางชีวภาพสูง มีความแข็งแรงสูง และทนต่อการสึกหรอ จึงใช้ในงานทางการแพทย์เพื่อผลิตกระดูกและข้อต่อ เทียม [34]ในกรณีนี้ อะลูมิเนียมออกไซด์ใช้เคลือบผิวของอุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์เพื่อให้เข้ากันได้ทางชีวภาพและทนต่อการกัดกร่อน[35]นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตรากฟันเทียม ข้อต่อเทียม และอุปกรณ์ทางการแพทย์อื่นๆ[36]
อะลูมิเนียมออกไซด์ถูกนำมาใช้ในวัสดุไฟเบอร์ทดลองและเชิงพาณิชย์บางชนิดสำหรับการใช้งานประสิทธิภาพสูง (เช่น Fiber FP, Nextel 610, Nextel 720) [37] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นาโนไฟเบอร์ ของอะลูมินาได้กลายมาเป็นสาขาการวิจัยที่น่าสนใจ
เกราะป้องกันร่างกายบางชนิดใช้แผ่นเซรามิกอะลูมินา ซึ่งโดยปกติจะใช้ร่วมกับอะรามิดหรือวัสดุเสริม UHMWPE เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการต่อต้านภัยคุกคามจากปืนไรเฟิล เกราะเซรามิกอะลูมินาหาซื้อได้ง่ายสำหรับพลเรือนส่วนใหญ่ในเขตอำนาจศาลที่อนุญาตให้ใช้ได้ แต่ไม่ถือเป็นระดับทหาร[38]นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตกระจกอะลูมินากันกระสุนที่สามารถทนต่อแรงกระแทกของกระสุนขนาด .50 BMG
อะลูมิเนียมออกไซด์สามารถปลูกเป็นสารเคลือบบนอะลูมิเนียมได้โดยการชุบอโนไดซ์หรือโดยการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าพลาสมา (ดู "คุณสมบัติ" ด้านบน) ทั้งความแข็งและคุณสมบัติทนทานต่อการสึกกร่อนของสารเคลือบมีต้นกำเนิดมาจากความแข็งแรงสูงของอะลูมิเนียมออกไซด์ แต่ชั้นเคลือบที่มีรูพรุนที่ผลิตขึ้นด้วยกระบวนการชุบอโนไดซ์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบธรรมดาจะอยู่ในช่วงความแข็งร็อกเวลล์ 60–70 C [39]ซึ่งเทียบได้กับโลหะผสมเหล็กกล้าคาร์บอนที่ชุบแข็งเท่านั้น แต่ด้อยกว่าความแข็งของคอรันดัมธรรมชาติและสังเคราะห์อย่างมาก ในทางกลับกัน ด้วยการออกซิเดชันด้วยไฟฟ้าพลาสมา สารเคลือบจะมีรูพรุนเฉพาะบนชั้นออกไซด์บนพื้นผิว ในขณะที่ชั้นออกไซด์ที่ต่ำกว่าจะแน่นกว่ากระบวนการชุบอโนไดซ์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบมาตรฐานมาก และมีลักษณะเป็นผลึกที่สูงกว่าเนื่องจากชั้นออกไซด์ถูกหลอมใหม่และทำให้มีความหนาแน่นมากขึ้นเพื่อให้ได้คลัสเตอร์ α-Al2O3 ที่มีค่าความแข็งของสารเคลือบที่สูงขึ้นมาก ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 2,000 ความแข็งวิกเกอร์ส[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
อะลูมินาใช้ในการผลิตกระเบื้องที่ติดไว้ภายในท่อเชื้อเพลิงที่บดเป็นผงและท่อส่งก๊าซไอเสียในโรงไฟฟ้าถ่านหินเพื่อปกป้องพื้นที่ที่มีการสึกหรอสูง กระเบื้องเหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีแรงกระแทกสูง เนื่องจากกระเบื้องประเภทนี้เปราะและแตกหักได้ง่าย
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นฉนวน ไฟฟ้า ที่ใช้เป็นสารตั้งต้น ( ซิลิกอนบนแซฟไฟร์ ) สำหรับวงจรรวม [ 40]แต่ยังใช้เป็นกำแพงกั้นอุโมงค์สำหรับการผลิต อุปกรณ์ ตัวนำยิ่งยวดเช่นทรานซิสเตอร์อิเล็กตรอนเดี่ยวอุปกรณ์รบกวนควอนตัมตัวนำยิ่งยวด ( SQUID ) และคิวบิตตัวนำยิ่งยวด [ 41] [42]
สำหรับการนำไปใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าในวงจรรวม ซึ่งการเจริญเติบโตแบบคอนฟอร์มัลของฟิล์มบางเป็นเงื่อนไขเบื้องต้น และโหมดการเจริญเติบโตที่ต้องการคือการสะสมชั้นอะตอม ฟิล์ม Al 2 O 3สามารถเตรียมได้โดยการแลกเปลี่ยนทางเคมีระหว่างไตรเมทิลอะลูมิเนียม (Al(CH 3 ) 3 ) และ H 2 O: [43]
H 2 O ในปฏิกิริยาข้างต้นสามารถถูกแทนที่ด้วยโอโซน (O 3 ) ซึ่งเป็นสารออกซิไดเซอร์ที่มีฤทธิ์ และปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น: [44] [45]
ฟิล์ม Al 2 O 3ที่เตรียมโดยใช้ O 3แสดงให้เห็นความหนาแน่นของกระแสไฟรั่วต่ำกว่า 10–100 เท่าเมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มที่เตรียมด้วย H 2 O
อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นสารไดอิเล็กตริกที่มีแบนด์แก๊ป ค่อนข้างใหญ่ จึงใช้เป็นฉนวนกั้นในตัวเก็บประจุ[46]
ในการให้แสงสว่าง อะลูมิเนียมออกไซด์โปร่งแสงใช้ในหลอดโซเดียมไอบาง ชนิด [47]อะลูมิเนียมออกไซด์ยังใช้ในการเตรียมสารแขวนลอยเคลือบในหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบประหยัดพลังงานอีก ด้วย
ในห้องปฏิบัติการเคมี อะลูมิเนียมออกไซด์เป็นตัวกลางสำหรับโครมาโตกราฟีมีทั้งสูตรเบส (pH 9.5) กรด (pH 4.5 เมื่ออยู่ในน้ำ) และสูตรกลาง นอกจากนี้ อะลูมิเนียมออกไซด์ชิ้นเล็กๆ มักถูกใช้เป็นชิ้นสำหรับต้ม
การประยุกต์ใช้ในด้านสุขภาพและการแพทย์ได้แก่ การใช้เป็นวัสดุในข้อสะโพกเทียม[7]และยาคุมกำเนิด[48]
ใช้เป็นสารประกายแสง[49] และเครื่องวัดปริมาณรังสีสำหรับการป้องกันรังสีและการบำบัดเนื่องจากคุณสมบัติการเรืองแสงที่กระตุ้นด้วยแสง[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ฉนวนสำหรับเตาเผาอุณหภูมิสูงมักผลิตจากอะลูมิเนียมออกไซด์ บางครั้งฉนวนอาจมีปริมาณซิลิกาแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับค่าอุณหภูมิของวัสดุ ฉนวนสามารถผลิตได้ในรูปแบบผ้าห่ม แผ่นไม้ อิฐ และใยหลวมสำหรับความต้องการใช้งานที่หลากหลาย
นอกจากนี้ยังใช้ทำฉนวนหัวเทียน อีก ด้วย[50]
การใช้ กระบวนการ พ่นพลาสม่าและผสมกับไททาเนีย จะเคลือบ บนพื้นผิวเบรกของ ขอบล้อ จักรยาน บางรุ่น เพื่อให้ทนทานต่อการเสียดสีและการสึกหรอ
ห่วงเซรามิกบนคันเบ็ดส่วนใหญ่มีลักษณะเป็นวงแหวนกลมๆ ที่ทำจากอะลูมิเนียมออกไซด์[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
อะลูมิเนียมออกไซด์ในรูปแบบผงละเอียดที่สุด (สีขาว) เรียกว่า ไดอะแมนไทน์ ใช้เป็นสารขัดเงาคุณภาพเยี่ยมในงานทำนาฬิกาและการทำนาฬิกาตั้งโต๊ะ[51]
อะลูมิเนียมออกไซด์ยังใช้ในการเคลือบเสาค้ำยันในอุตสาหกรรมมอเตอร์ครอสและจักรยานเสือภูเขา สารเคลือบนี้ผสมกับโมลิบดีนัมไดซัลเฟตเพื่อให้หล่อลื่นพื้นผิวได้ยาวนาน[52]
ออกไซด์ยังใช้ในการทำฉนวนหัวเทียนด้วย