Окси́д алюми́ния Al ₂ O ₃ — белое тугоплавкое вещество, бинарное соединение алюминия и кислорода . В природе распространён в виде глинозёма , составляющая часть глин , 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 , но некоторые 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/см 3
α -Al 2 O 3	3,99 [2]
θ -Al 2 O 3	3,61 [3]
γ -Al 2 O 3	3,68 [4]
κ -Al 2 O 3	3,77 [5]

Основные модификации оксида алюминия

В природе можно встретить только тригональную α -модификацию оксида алюминия в виде минерала корунда и его редких драгоценных разновидностей ( рубин , сапфир и т. д.). Она является единственной термодинамически стабильной формой Al ₂ O ₃ . При термообработке гидроксидов алюминия около 400 °С получают кубическую γ -форму. При 1100—1200 °С с γ -модификацией происходит необратимое превращение в α -Al ₂ O ₃ , однако скорость этого процесса невелика, и для завершения фазового перехода необходимо либо наличие , либо повышение температуры обработки до 1400—1450 °С .

Известны также следующие кристаллические модификации оксида алюминия: кубическая η -фаза, моноклинная θ -фаза, гексагональная χ -фаза, орторомбическая κ -фаза. Спорным остаётся существование δ -фазы, которая может быть тетрагональной или орторомбической .

Вещество, иногда описываемое как β -Al ₂ O ₃ , на самом деле представляет собой не чистый оксид алюминия, а ряд алюминатов щелочных и щёлочноземельных металлов со следующими общими формулами: MeO·6Al ₂ O ₃ и Me ₂ O·11Al ₂ O ₃ , где МеО — это оксиды кальция, бария, стронция и т. д., а Ме ₂ О — оксиды натрия, калия, лития и других щелочных металлов. При 1600—1700 °С β -модификация разлагается на α -Al ₂ O ₃ и оксид соответствующего металла, который выделяется в виде пара.

Получение

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

${\displaystyle {\mathsf {3Cu_{2}O\ +\ 2Al\ {\xrightarrow {1000\ ^{\circ }C}}\ 6Cu\ +\ Al_{2}O_{3}}}}$

${\displaystyle {\ce {2Al(OH)3 ->[{t}] Al2O3 + 3H2O}}}$

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 .

Применение

Оксид алюминия (Al ₂ O ₃ ), 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 α -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 β -оксид алюминия в действительности представляет собой смешанный оксид алюминия и натрия . Он и соединения с его структурой вызывают большой научный интерес в качестве металлопроводящего .

γ -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 Al ₂ O ₃ .

Защита от окисления и коррозии

В электротехнике

Этот раздел статьи ещё не написан . Здесь может располагаться отдельный раздел. Помогите Википедии, написав его. ( 29 января 2021 )

См. также

• Электрокорунд (Алунд)
• — пневмокониоз возникающий от вдыхания пыли металлического алюминия или оксида алюминия

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

• от 8 сентября 2008 на Wayback Machine
• от 14 сентября 2014 на Wayback Machine

п • • р Оксиды
H 2 O
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B 2 O 3	С 3 О 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na 2 O NaPaO 3 NaAlO 2 Na 2 PtO 3	MgO											AlO NaAlO 2 LiAlO 2 AlO(OH)	SiO SiO 2	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O ClO 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 CaTiO 3	Sc 2 O 3	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr 2 O 4 CrO Cr 2 O 3 CrO 2 CrO 3 MgCr 2 O 4	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu 2 O CuO CuFe 2 O 4 Cu 2 O 3 CuO 2	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	As 2 O 3 As 2 O 4 As 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 BrO 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	SrO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 О 3 Сl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 MoO 2 Mo 2 O 5 MoO 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 RuO 2 Ru 2 O 5 RuO 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag 2 O Ag 2 O 2	Cd 2 O CdO	In 2 O InO In 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	I 2 O 4 I 4 O 9 I 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPtO 3		HfO(OH) 2 HfO 2	Ta 2 O TaO TaO 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir 2 O 3 IrO 2	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O AuO Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O(CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	PoO PoO 2 PoO 3	At
Fr	Ra		Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce 2 O 3 CeO 2	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PrO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Gd 2 O 3	Tb	Dy 2 O 3	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er 2 O 3	Tm 2 O 3	YbO Yb 2 O 3	Lu 2 O 2 S Lu 2 O 3 LuO(OH)
		Ac 2 O 3	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	ThO 2	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 PuO 2 PuO 3 PuO 2 F 2	AmO 2	Cm 2 O 3 CmO 2	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	Es	Fm	Md	No	Lr