Алуминиум оксид (или алуминиум(III) оксид) — хемиско соединение на алуминиум и кислород со хемиска формулаAl 2O 3 . Тој е најчестиот од неколку алуминиумски оксиди, и конкретно идентификуван како алуминиум оксид . Најчесто се нарекува алумина и може да се нарече и алоксид, алоксит или алундум во различни форми и апликации. Природно се јавува во својата кристална полиморфна фаза α-Al 2 O 3 како минерал корунд, чии сорти ги формираат скапоцените камењарубин и сафир . Al 2 O 3 е значаен во неговата употреба за производство на алуминиум метал, како абразив поради неговата цврстина и како огноотпорен материјал поради неговата висока точка на топење.[5]
Природна појава
Корунд е најчестата природна форма на алуминиум оксид.[6]Рубинот и сафирот се форми на корунд со квалитетен скапоцен камен, кои нивните карактеристични бои ги должат на нечистотиите. На рубините им се дава нивната карактеристична длабока црвена боја и нивните ласерски квалитети со траги од хром. Сафирите доаѓаат во различни бои дадени од разни други нечистотии, како што се железо и титаниум. Исклучително ретка форма δ се јавува како минералот делталумит[7][8]
Својства
Алуминиум оксид во прашкаста форма
Al2O3 е електричен изолатор но има релативно висока топлинска спроводливост (30 Wm< sup>−1K−1)[2] за керамички материјал. Алуминиум оксидот е нерастворлив во вода. Во неговата најчестата кристална форма, наречена корунд или α-алуминиум оксид, неговата цврстина го прави погоден за употреба како абразив и како компонента како алат за сечење.
Алуминиум оксидот е одговорен за отпорноста на металниот алуминиум на атмосферски влијанија. Металниот алуминиум е многу реактивен со атмосферскиот кислород, а тенок пасивационен слој од алуминиум оксид (дебелина 4 nm) се формира на која било изложена алуминиумска површина за неколку стотици пикосекунди[9].Овој слој го штити металот од понатамошна оксидација. Дебелината и својствата на овој оксиден слој може да се подобрат со помош на процес наречен анодизирање. Голем број легури, како што се алуминиум бронза го користат ова својство со вклучување на дел од алуминиум во легурата за да ја подобрат отпорноста на корозија. Алуминиумскиот оксид генериран со анодизирање е типично аморфен, но процесите на оксидација со помош на празнење како што е електролитичка оксидација резултираат со значителен дел од кристален алуминиум оксид во облогата, зголемувајќи ја неговата цврстина.
Алуминиум оксидот е амфотерна супстанција, што значи дека може да реагира и со киселини и со бази, како што се флуороводородна киселина и натриум хидроксид, делува како киселина со база и база со киселина, неутрализирајќи ја другата и произведувајќи сол.
Најчестиот облик на кристален алуминиум оксид е познат како корунд, што е термодинамички стабилна форма.[11] Кислородните јони формираат речиси шетаголно збиено насложена структура со алуминиумските јони кои пополнуваат две третини од октаедралните меѓупростори. Секој Al3+ центар е октаедар. Во однос на неговата кристалографија, корундот прифаќа тригонална Бравеова решетка со просторна група од [[шестаголно семејство кристали|R Предлошка:Преку линијав]] (број 167 во меѓународните табели). Примитивната ќелија содржи две единици на алуминиум оксид.
Алуминиум оксид постои и во други метастабилни фази, вклучувајќи ги кубните γ и η фази, моноклинската θ фаза, шестаголната χ-фаза, ортохомбичната κ фаза и δ фазата која може да биде тетрагонална или ортохомбна.[11][12] Секој има уникатна кристална структура и својства. Кубниот γ-Al2O3 има важни технички апликации. Таканаречениот β-Al2O3 се покажал како NaAl11O17.[13]
Растопен алуминиум оксид во близина на температурата на топење е приближно 2/3 тетраедарски (т.е. 2/3 од Al се опкружени со 4 соседи на кислород), и 1/3 5-координирани, со многу малку (<5%) octahedral Al-O присутен.[14] Структурата на стопената алумина зависи од температурата и делот од 5 и 6 пати се зголемува за време на ладењето (и суперладењето) на алуминиумот, за сметка на тетраедарните AlO4 единици, приближувајќи се до локалните структурни аранжмани пронајдени во аморфната алумина.[15]
↑ 11,011,1I. Levin; D. Brandon (1999). „Metastable Alumina Polymorphs: Crystal Structures and Transition Sequences“. Journal of the American Ceramic Society. 81 (8): 1995–2012. doi:10.1111/j.1151-2916.1998.tb02581.x.
↑Shi, C; Alderman, O L G; Berman, D; Du, J; Neuefeind, J; Tamalonis, A; Weber, R; You, J; Benmore, C J (2019). „The structure of amorphous and deeply supercooled liquid alumina“. Frontiers in Materials. 6 (38): 38. Bibcode:2019FrMat...6...38S. doi:10.3389/fmats.2019.00038.
