Al2O3-Pulver

Al2O3 oder Aluminiumoxid ist ein Keramikmaterial, das für seine hohe Härte, hervorragende dielektrische Eigenschaften, Feuerfestigkeit, Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Aluminiumoxidpulver ist die Pulverform von Aluminiumoxid, das in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird.

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Übersicht über Al2O3-Pulver

Al2O3 oder Aluminiumoxid ist ein Keramikmaterial, das für seine hohe Härte, hervorragende dielektrische Eigenschaften, Feuerfestigkeit, Abrieb- und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Aluminiumoxidpulver ist die Pulverform von Aluminiumoxid, das in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet wird.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Al2O3-Pulver gehören:

  • Hohe Härte und Verschleißfestigkeit
  • Hoher Schmelzpunkt von über 2000°C
  • Geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit
  • Hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit
  • Beständig gegen starke Säuren und Laugen
  • Geringe Dichte um 3,95 g/cm3
  • Chemisch inertes Material
  • Weißes Farbpulver, erhältlich in verschiedenen Partikelgrößen

Chemische Zusammensetzung von Al2O3-Pulver

Al2O3-Pulver hat die folgende chemische Zusammensetzung:

Verbindung Formel Gewicht %
Aluminiumoxid Al2O3 99,5 % min
Siliciumdioxid SiO2 0,05 % max
Eisenoxid Fe2O3 0,08 % max
Titandioxid TiO2 0,03 % max
Natriumoxid Na2O 0,05 % max
Magnesiumoxid MgO 0,03 % max

 

Hochreines Al2O3-Pulver enthält über 99,5 % Aluminiumoxid als Hauptbestandteil. Für Siliciumdioxid, Eisenoxid, Titandioxid und andere Oxide sind maximale Verunreinigungsgrenzwerte festgelegt.

Eigenschaften von Al2O3-Pulver

Al2O3-Pulver weist die folgenden Haupteigenschaften auQ:

Eigentum Wert
Schmelzpunkt 2050°C
Dichte 3,95 g/cm3
Härte 9 Mohs
Biegefestigkeit 330 MPa
Druckfestigkeit 2600 MPa
Porosität <1 %
Wärmeleitfähigkeit 30 W/mK
Elektrischer widerstand >1014 Ohm.cm
Spannungsfestigkeit 15-35 kV/mm
Wasseraufnahme 0%

 

Aufgrund des sehr hohen Schmelzpunkts, der Härte, Festigkeit und Durchschlagsfestigkeit eignet sich Aluminiumoxid für Anwendungen wie Schleifmittel, feuerfeste Materialien, Keramik und elektrische Isolatoren. Es hat eine sehr geringe Porosität und keine Wasseraufnahme.

Produktionsmethoden für Al2O3-Pulver

Zu den gängigen Produktionsmethoden für Al2O3-Pulver gehören:

  • Bayer-Verfahren – Aluminiumoxidtrihydrat wird aus Bauxiterz gewonnen und thermisch in Aluminiumoxidpulver umgewandelt. Dieser Prozess liefert hochreines Pulver.
  • Hall-Héroult-Prozess – Aluminiumoxid wird in geschmolzenem Kryolith gelöst und elektrolysiert, um Aluminium herzustellen. Als Nebenprodukt wird Aluminiumoxidpulver gewonnen.
  • Kalzinierung – Dehydrierung und Kalzinierung verschiedener Aluminiumhydroxide zur Bildung von Aluminiumoxidpulver.
  • Sol-Gel – Aluminiumoxidgel wird aus Aluminiumalkoxiden oder -nitraten gebildet und dann getrocknet und kalziniert, um nanoskaliges Aluminiumoxidpulver herzustellen.
  • Flammenpyrolyse – Die Dampfphasenverbrennung von Aluminiumchlorid erzeugt ultrafeines Aluminiumoxidpulver.

Das Bayer-Verfahren ist das gebräuchlichste industrielle Verfahren, während die anderen Aluminiumoxid in Spezialqualität liefern.

Anwendungen von Al2O3-Pulver

Zu den wichtigsten Anwendungen von Al2O3-Pulver gehören:

  • Schleifmittel – Aufgrund seiner Härte zum Schleifen, Schmirgeln, Polieren und Strahlen von Medien.
  • Feuerfeste Materialien – Hochtemperaturofenauskleidungen, Keramik, Schamottesteine für die Metallurgie-, Glas- und Zementindustrie.
  • Keramik – Elektrische, strukturelle und biomedizinische Anwendungen unter Verwendung von Aluminiumoxidkeramik.
  • Katalysatoren – Gamma-Aluminiumoxid, das als Katalysatorträger und direkt als Katalysator verwendet wird.
  • Beschichtungen – Thermische Spritzbeschichtungen zum Verschleiß- und Korrosionsschutz.
  • Polieren – CMP-Schlämme zum Polieren von Siliziumwafern, optischen Komponenten und Metallen.
  • Füllstoffe – werden Kunststoffen, Gummi und Papier zugesetzt, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
  • Kosmetik – Zur Herstellung von Make-up und Körperpflegeprodukten.

Spezifikationen von Al2O3-Pulver

Al2O3-Pulver ist in verschiedenen Reinheitsgraden, Partikelgrößenverteilungen und Qualitäten erhältlich:

  • Reinheit – Von Industriequalitäten (90 %) bis hin zu hochreinen Qualitäten (99,99 %), basierend auf dem Grad der Verunreinigung.
  • Partikelgröße – von nanoskalig (10–50 nm) bis grobkörnig (über 100 Mikrometer).
  • Phasen – Alpha-, Gamma-, Theta- und Delta-Phasen haben unterschiedliche Eigenschaften.
  • Sorten – Entspricht den Standards für Schleifmittel, technische Keramik, Biokeramik usw.
  • Oberfläche – Für nanoskaliges Pulver beträgt die Oberfläche 1–100 m2/g.
  • Morphologie – Regelmäßige und kugelförmige Partikel werden bevorzugt.
  • Anwendungen – Pulver, maßgeschneidert für Verbundwerkstoffe, 3D-Druck und andere Anwendungen.

Globale Lieferanten von Al2O3-Pulver

Zu den wichtigsten Lieferanten weltweit gehören:

  • Almatis (USA)
  • Baikowski (Frankreich)
  • Nippon Light Metal (Japan)
  • Sumitomo Chemical (Japan)
  • Sasol (Südafrika)
  • Evonik (Deutschland)
  • Micron Metals (USA)
  • Nanoshel (USA)

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von Al2O3-Pulver, die auf Anwendungen von Schleifmitteln bis hin zur Nanotechnologie zugeschnitten sind.

Preise für Al2O3-Pulver

Die Preise für Al2O3-Pulver hängen ab von:

  • Reinheit und Qualität
  • Partikelgröße und Oberfläche
  • Kaufmenge
  • Pulvereigenschaften
  • Lieferant und Standort
Grad Preisklasse
Industriell 5-10 $ pro kg
Technisch 10-50 $ pro kg
Hohe Reinheit 50-500 $ pro kg
Nanopulver 100-1000 $ pro kg

 

Im Allgemeinen erzielen hochreine, nanoskalige Spezialpulver im Vergleich zu Industrierohstoffqualitäten einen höheren Preis.

Gesundheit und Sicherheit beim Umgang mit Al2O3-Pulver

Al2O3-Pulver stellt keine ernsthaften Gesundheits- und Sicherheitsrisiken dar, es sollten jedoch die üblichen Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden:

  • Verwenden Sie Staubmasken oder Atemschutzgeräte, um das Einatmen feiner Partikel während der Handhabung zu vermeiden.
  • Tragen Sie beim Umgang mit Pulver eine Schutzbrille und Handschuhe.
  • Vermeiden Sie Hautkontakt, um Austrocknung und Reizungen zu vermeiden.
  • Vermeiden Sie die Entstehung und das Einatmen von Staub in der Luft. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung.
  • Behandeln und lagern Sie das Pulver vorsichtig und vermeiden Sie eine Ausbreitung in der Luft.
  • Entsorgen Sie Abfallpulver entsprechend den Umweltvorschriften ordnungsgemäß.
  • Vollständige Daten zu Gesundheitsrisiken finden Sie im vom Lieferanten bereitgestellten Materialsicherheitsdatenblatt (MSDS).

Inspektion und Prüfung von Al2O3-Pulver

Die wichtigsten Tests zur Qualitätskontrolle von Al2O3-Pulver sind:

  • Chemische Analyse mithilfe von Röntgenfluoreszenz- (XRF) oder induktiv gekoppeltem Plasma (ICP)-Techniken, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung den Spezifikationen entspricht.
  • Partikelgrößenanalyse mittels Laserbeugung oder dynamischer Lichtstreuung.
  • Rasterelektronenmikroskopie (REM) zur Untersuchung der Partikelmorphologie.
  • Messung der spezifischen Oberfläche mithilfe der Gasabsorptionstechnik.
  • Röntgenbeugungsanalyse (XRD) zur Bestimmung vorhandener Phasen.
  • Verunreinigungsanalyse auf metallische Spurenelemente mittels ICP-Massenspektrometrie.
  • Massenverlust bei Entzündung bei Erhitzung auf 1000 °C.
  • Dichtemessung durch Pyknometrie-Methode.

Durch gründliche Inspektionen und Tests wird sichergestellt, dass das Pulver die Qualitäts- und Leistungsanforderungen spezifischer Anwendungen erfüllt.

Vergleich zwischen α-Al2O3- und γ-Al2O3-Pulver

α-Al2O3 und γ-Al2O3 sind zwei häufige Phasen von Aluminiumoxidpulver, die hier verglichen werden:

Parameter α-Al2O3 γ-Al2O3
Kristallstruktur Sechseckig Kubisch
Dichte 3,95 g/cm3 3,65 g/cm3
Härte 9 Mohs 8 Mohs
Schmelzpunkt 2050°C ~1100°C
Wärmeleitfähigkeit 30 W/mK 5-10 W/mK
Oberfläche <10 m2/g 100-300 m2/g
Anwendungen Schleifmittel, Keramik Katalysatoren, Adsorbentien
Preis Untere Höher

 

α-Al2O3 weist eine höhere Härte, Dichte, Wärmeleitfähigkeit und Feuerfestigkeit auf, während γ-Al2O3 eine größere Oberfläche aufweist und häufig in Katalysatoren verwendet wird. Die α-Form bietet breitere Anwendungsmöglichkeiten und einen niedrigeren Preis.

FAQs

Q: Wofür wird Al2O3-Pulver verwendet?

A: Al2O3-Pulver wird aufgrund seiner hohen Härte, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zur Herstellung von Schleifmitteln, feuerfesten Materialien, Strukturkeramik, Keramikbeschichtungen, Poliermitteln, Kunststoff- und Gummifüllstoffen und anderen Anwendungen verwendet.

Q: Was ist der Unterschied zwischen weißem, rosafarbenem und braunem Aluminiumoxidpulver?

A: Weißes Aluminiumoxid ist hochreines Al2O3. Rosa und braunes Aluminiumoxid enthalten geringe Mengen an Chrom- bzw. Eisenoxiden, die Farbe verleihen. Weiße Tonerde wird verwendet, wenn Farbverunreinigungen vermieden werden müssen.

Q: Ist Al2O3-Pulver gefährlich?

A: Al2O3-Pulver wird im Allgemeinen nicht als Gefahrstoff eingestuft, kann aber wie alle feinen Pulver bei der Handhabung zu Reizungen und Atemproblemen führen. Die Verwendung geeigneter PSA wird empfohlen.

Q: Was ist der Unterschied zwischen geschmolzenem und gesintertem Aluminiumoxidpulver?

A: Geschmolzenes Aluminiumoxid wird durch Schmelzen von reinem Aluminiumoxid hergestellt, während gesintertes Aluminiumoxid durch Verdichten und Brennen von Aluminiumoxidpulver hergestellt wird. Geschmolzenes Aluminiumoxid weist im Vergleich zu gesintertem Aluminiumoxid eine höhere Reinheit und Dichte auf.

Q: Wo kann ich Al2O3-Pulver zur Herstellung von Keramikbauteilen kaufen?

A: Hochreines, feines Aluminiumoxidpulver für Keramikanwendungen kann von führenden Lieferanten wie Almatis, Baikowski und Micron Metals bezogen werden. Stellen Sie sicher, dass das Pulver den Spezifikationen für Ihre Anwendung entspricht.

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