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氧化鋁

       Al2O3有多種變體，其中最為人們所熟悉的是α－Al2O3和γ－Al2O3。它們是白色無(wú)定形粉末。

       自然界存在的剛玉為α－Al2O3。它也可以由金屬鋁在O2中燃燒或者灼燒Al（OH）3和某些鋁鹽（Al（NO3）3、Al2（SO4）3）而得到。α－Al2O3的晶體屬于六方緊密堆積構(gòu)型，氧原子按六萬(wàn)緊密堆積方式排列，6個(gè)氧原子圍成一個(gè)八面體，在整個(gè)晶體中有2／3的八面體孔穴為Al原子所占據(jù)。由于這種緊密堆積結(jié)構(gòu)，加上晶體中Al3+離子與O2-離子之間的吸引力強(qiáng)，晶格能大，所以α－Al2O3的熔點(diǎn)（2288±15K）和硬度（8．8）都很高。它不溶于水，也不溶于酸或堿，耐腐蝕且電絕緣性好。用作高硬度材料、研磨材料和耐火材料。天然的或人造剛玉由于含有不同雜質(zhì)而有多種顏色。例如，含微量Cr（Ⅲ）的呈紅色，稱(chēng)為紅寶石；含有Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）或Ti（Ⅳ）的稱(chēng)為藍(lán)寶石；含少量Fe3O4的稱(chēng)為剛玉粉。將任何一種水合氧化鋁加熱至1273K以上，都可以得到α－Al2O3。工業(yè)上用高溫電爐或氫氧焰熔化氫氧化鋁以制得人造剛玉。

       在溫度為723K左右時(shí)，將Al（OH）3偏氫氧化鋁AlO（OH）或鋁銨礬（NH4）2SO4Al2（SO4）3·24H2O加熱，令其分解，則得到γ－Al2O3。γ－Al2O3晶體屬于立方面心緊密堆積構(gòu)型，Al原子不規(guī)則地排列在由氧原子圍成的八面體和四面體孔穴中。這種Al2O3不溶于水，但能溶于酸或堿，強(qiáng)熱至1273K，即轉(zhuǎn)變?yōu)?alpha;－Al2O3。所以在高溫下穩(wěn)定的是α－Al2O3，γ－Al2O3只在低溫下穩(wěn)定。γ－Al2O3的粒子小，具有強(qiáng)的吸附能力和催化活性，所以又名活性氧化鋁，可以用作吸附劑和催化劑。

       還有一種β－Al2O3，它有離子傳導(dǎo)能力（容許Na+通過(guò)），可作為固體電解質(zhì)，用于新型電池中，這種電池的貯電能力約為鉛蓄電池的3～5倍。用β－Al2O3陶瓷做隔膜電解食鹽制燒職，產(chǎn)品純度高，公害小。

       金屬鋁表面的氧化膜是氧化鋁的另一種變體。

       隨著工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活的現(xiàn)代化和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，氧化鋁的用途已從冶煉鋁擴(kuò)展到機(jī)械、金屬、纖維、儀器、電子等工業(yè)以及宇宙開(kāi)發(fā)等尖端領(lǐng)域。正在向精細(xì)化發(fā)展，產(chǎn)品逐漸高純化、透明化、泡沫化和纖維化。純度為99．99％的高純Al2O3作為精細(xì)陶瓷，用作集成電路底板、機(jī)械耐熱陶瓷、錄音磁帶的填充劑，制人工骨路和拉成單晶用于激光技術(shù)中。高比表面積的Al2O3用作催化劑載體。透明燒結(jié)Al2O3用于制造高壓鈉燈管，省電經(jīng)久耐用，可將90％以上的可見(jiàn)光傳送出來(lái)。Al2O3纖維可作為增強(qiáng)纖維加在金屬、塑料、橡膠或陶瓷中，其強(qiáng)度高于玻璃纖維而與碳纖維相當(dāng)，在耐熱性和電絕緣性方面還優(yōu)于碳纖維。用Al2O3纖維織成的氈作高溫電爐的保溫材料，可節(jié)約20～70％的電能。