Al2O3
Alumine

Table des matières

Propriétés chimiques

On connaît deux modifications de l’alumine. La forme α forme des cristaux d’une grande dureté. Cette modification est présente dans le corindon minéral et est nécessaire pour la production d’abrasifs. Il n’est pas soluble dans l’eau, ni dans les acides ou les alcalis. La dureté selon Mohs est de 9 à 9,5.

La forme γ forme une poudre blanche qui attire l’eau, est hygroscopique et se dissout dans les acides et les alcalis. Cette forme est également connue sous le nom d’alumine, une matière première importante pour la production de céramique et d’aluminium. L’alumine γ a une très grande surface, ce qui permet, par exemple, d’appliquer des colorants. Lorsqu’il est fortement chauffé, le formulaire γ se transforme en formulaire α.

Production

L’industrie extrait l’oxyde d’aluminium de la bauxite, qui est un produit intermédiaire dans l’extraction de l’aluminium. L’anodisation de l’aluminium produit une fine couche d’oxyde d’aluminium, qui protège le métal de la corrosion.

Lorsque la poudre d’aluminium est brûlée dans l’air, le nitrure d’aluminium AlN est produit en plus de l’oxyde d’aluminium par une réaction avec l’azote. Pour l’extraction en laboratoire, la poudre d’aluminium devrait être brûlée dans de l’oxygène pur. Cependant, cette réaction est très violente. C’est l’une des raisons pour lesquelles il ne convient pas à la production d’oxyde d’aluminium à l’échelle industrielle : la production d’aluminium est très complexe et coûteuse.

Al2O3 est commercialisé sous la désignation électrocorindon (ELK) en tant que corindon blanc, corindon semi-précieux et corindon normal. Il est produit dans un four électrique à environ 2 000 °C. Le gâteau de fusion qui en résulte est broyé et tamisé selon les granulométries spécifiées dans le DIN.

Utilisation

α L’alumine est utilisée dans l’industrie horlogère pour la production de roulements. En raison de sa grande dureté, c’est un agent abrasif et de polissage important. En raison de sa grande réfractarité, il est nécessaire pour les revêtements de fours et les équipements de laboratoire. Dans les bougies d’allumage, il est utilisé comme isolant. L’utilisation de la céramique d’oxyde d’aluminium est également très répandue : Ils sont obtenus par pressage et chauffage ultérieur à plus de 1500 °C.

Ils sont utilisés, par exemple, dans les composants électroniques, dans le blindage des véhicules, dans les dispositifs de coupe, dans les boulets de broyage pour les broyeurs à boulets ou dans les creusets. γ L’alumine est nécessaire pour les catalyseurs, en chromatographie ou comme adsorbant.

Récemment, les céramiques Al2O3 ont également été utilisées dans le blindage des véhicules. Les carreaux de céramique sont collés à un tissu d’aramide ou de dynéma. Ce type de blindage permet d’obtenir un effet protecteur deux fois plus important que celui de l’acier blindé pour un même poids par unité de surface. La céramique fragmente la balle, les fibres d’aramide capturent alors les fragments.

Génie électrique

En électrotechnique, la céramique d’alumine est utilisée comme diélectrique en raison de son faible facteur de perte diélectrique. Le principal domaine d’application est la réalisation de lignes à bandes et de condensateurs dans la technologie des hautes fréquences. Les plaques de céramique d’alumine servent également de substrats pour la technologie des couches épaisses, la technologie des couches minces et pour les résistances de mesure de température en platine (voir PT100). La bonne métallisabilité de cette céramique permet également de souder directement des composants électroniques tels que des résistances ou des LED. La céramique fonctionne également comme un puits de chaleur. Ces systèmes électroniques en céramique sont tout aussi efficaces que les systèmes contenant des dissipateurs thermiques métalliques. Les oxydes d’aluminium sont également utilisés pour fabriquer des corps de fusibles.

Bougies d’allumage

La grande rigidité diélectrique et la température de fonctionnement maximale de 1900 °C font de l’oxyde d’aluminium l’isolant idéal pour les bougies d’allumage.

Protection contre la corrosion

Dans la construction d’installations et de machines, les céramiques à l’oxyde d’aluminium sont utilisées en particulier pour la protection contre l’usure et la corrosion. Par exemple, les canaux et les goulottes de transport, les moulins à tambour et les mélangeurs sont revêtus de tuiles en céramique haute performance pour augmenter la durée de vie des installations. La résistance à la corrosion des surfaces en verre peut être considérablement augmentée par un revêtement d’oxyde d’aluminium.

Céramique

Les buses en oxyde d’aluminium ont également prouvé leur efficacité dans le soudage au plasma. En raison de leurs bonnes propriétés tribologiques, les composants tels que les disques d’étanchéité et de régulation, les coussinets et les arbres, les guide-fil dans l’industrie textile ainsi que les rotules et les coupelles de l’articulation de la hanche dans les endoprothèses se sont révélés particulièrement efficaces. L’utilisation de nopes en céramique dans la piste d’approche des sauts à ski est également innovante.

Les derniers procédés de frittage permettent d’utiliser l’oxyde d’aluminium pour produire des céramiques de verre nanométriques extrêmement solides, par exemple pour les cristaux de montres-bracelets.