氧化铝晶型及相变温度

AI2O3晶型转变

AI2O3 晶型转变(trans for mation of AI2O3)

AI2O3各晶型之间发生的转变。AI2O3的晶型有：a、丫、n、3、B、k、x等。外界条件

改变时，晶型会发生转变。在AI2O3这些变体中，只有a -AI2O3(刚玉)是稳定的，其它晶型都

是不稳定的，加热时都将转变成 a -AI2O3o因为a -AI2O3中的氧已是最紧密堆集。 a -AI2O3密度为 3.99g/cm3。

除刚玉外，常见的AI2O3晶型为丫-AI2O3。丫-AI2O3具有尖晶石型结构。但在其结构中，某

些四面体的空隙没有被充填，因而丫-AI2O3的密度较刚玉小。丫-AI2O3的密度为3.65g/cm3。

各种AI(OH)3加热脱水时，约在450 C形成丫-AI2O3o 丫-AI2O3加热到较高温度转变为刚玉。但这种转变要在1000 C以上时，转化速度才比较大。

氧化铝的其它一些不稳定晶型也都是AI(OH)3加热脱水时，在不同条件下形成的。

P -AI2O3应为无定形态，但也有人认为它是介于无定形与晶态之间的过渡态。由于p -AI2O3是AI2O3各种形态中唯一在常温下能自发水化的形态，可以作为耐火材料浇注料的胶结剂，因此近年来受到了重视。

3 -AI2O3(密度3.31g/ cm3)不是纯AI2O3，不属于AI2O3 一元系，其化学式为Na2O?11AI2O3。由于

3 -AI2O3开始发现时忽视了Na2O的存在，而被误认为是AI2O3的一种变体，采用了3 -AI2O3这一名

称，并沿用至今。当刚玉处于高温、碱金属气氛下，即可转变成 3 -AI2O3。3 -AI2O3在高温下也会逸出碱金属氧化物而转化为刚玉。

氧化铝含有元素铝和氧。若将铝矶土原料经过化学处理，除去硅、铁、钛等的氧化物而制得的产物是纯度很高的氧化铝原料，AI?O?含量一般在99%以上。矿相是由40%〜76%的Y Al ?O?和24%〜60%的a- AI?O?组成。r AI?O?于950〜1200 C可转变为a- AI?O?(刚玉)，同时发生显著的

体积收缩

资料：刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温

耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得v AIR?。r AI?O?具有强吸附力和催化活性，可做吸

附剂和催化剂。刚玉主要成分a-AI?O?。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9〜4.1g/cm 3，硬度9，熔点2000± 15 不溶于

水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化

三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人

造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。

氧化铝化学式AI?O?,分子量101.96。矶土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是a-AI?O?和Y AI?O?。自然界中的刚玉为a-AI?O?, 六方紧密堆积晶体，a-AI?O?的熔点2015±15 C,密度3.965g/cm 3,硬度8.8，不溶于水、酸或碱。y-AI?O?属立方紧密堆积晶体，不溶于水，但能溶

于酸和碱。

a型氧化铝

在a型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，AI3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高.|a型氧

化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的a型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基.

Y型氧化铝

Y型氧化铝是氢氧化铝在140-150 C的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶。其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，AI3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。Y型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200 C就全部转化为a型氧

化铝.Y型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好.在

石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，

其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175 C以下加热6-8h还能再生重复使用。

世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10%。